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DE2746873A1 - BIODEGRADATION OF LIGNOCELLULOSE - Google Patents

BIODEGRADATION OF LIGNOCELLULOSE

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Publication number
DE2746873A1
DE2746873A1 DE19772746873 DE2746873A DE2746873A1 DE 2746873 A1 DE2746873 A1 DE 2746873A1 DE 19772746873 DE19772746873 DE 19772746873 DE 2746873 A DE2746873 A DE 2746873A DE 2746873 A1 DE2746873 A1 DE 2746873A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lignocellulose
substrate
lignin
solids
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772746873
Other languages
German (de)
Inventor
Steven Loren Rosenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2746873A1 publication Critical patent/DE2746873A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/32Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from hydrolysates of wood or straw
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B1/00Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes

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Description

Biologischer Abbau von LignocelluloseBiodegradation of lignocellulose

Die Erfindung betrifft die biologische Vorbehandlung von Lignocellulose-Materialien, um das Lignin zumindest teilweise zu entfernen.The invention relates to the biological pretreatment of lignocellulosic materials in order to at least partially remove the lignin to remove.

Der größte Teil des auf der Erde anfallenden, wieder aufzuarbeitenden organischen Materials besteht aus Lignocellulose. Der Celluloseteil dieses Materials ist ein lineares Glucosepolymer, und in reiner oder relativ reiner Form kann es in eine Vielzahl brauchbarer Produkte umgewandelt werden, wie •Papier, Fleisch, Milch, Zucker,Äthanol und Methan. Ausgenommen in Form von Baumwolle und einigen bakteriellen Polymeren tritt Cellulose natürlich nicht in reiner Form auf, sondern ist im Gewebe von Landpflanzen vorhanden, und zwar komplexiert mit niedermolekularen, alkalilöslichen Polysacchariden, die insgesamt als Hemicellulosen bezeichnet werden, und mit Lignin, das ein hochmolekulares, dreidimensionales regelloses Polymer von Phenylpropanalkoholen ist.Most of what is left on earth has to be reprocessed organic material consists of lignocellulose. The cellulose part of this material is a linear glucose polymer, and in pure or relatively pure form it can be converted into a variety of useful products, such as • Paper, meat, milk, sugar, ethanol and methane. Excepted in the form of cotton and some bacterial polymers, cellulose does not naturally occur in its pure form, but is present in the tissue of land plants, complexed with low molecular weight, alkali-soluble polysaccharides, which are collectively referred to as hemicelluloses, and with lignin, which is a high-molecular, three-dimensional is a random polymer of phenylpropane alcohols.

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Lignin schützt die Cellulose vor der enzymatischen Hydrolyse zu löslichen Zuckern. Je größer der Ligningehalt der Lignocellulose ist, umso beständiger ist die CeIlulosekomponente gegenüber einem enzymatischen Eingriff.Lignin protects the cellulose from enzymatic hydrolysis to soluble sugars. The greater the lignin content of the lignocellulose is, the more resistant is the cellulose component to enzymatic intervention.

Cellulose kann physikalisch vom Lignin befreit werden, z.B. durch feines Mahlen und durch chemische Extraktion bei erhöhten Temperaturen, doch sind beide Verfahren relativ zum Wert des Endproduktes teuer.Cellulose can be physically freed from the lignin, e.g. by fine grinding and chemical extraction at elevated levels Temperatures, but both processes are expensive relative to the value of the final product.

Es ist zwar gezeigt worden, daß eine Anzahl von Schimmelarten Lignin enzymatisch abbaut, doch war ihr kommerzieller Einsatz nicht gegeben, weil sie so langsam wachsen. Es werden üblicherweise zwei oder mehr Monate benötigt, um den Abbau von 50 % des Lignins in einem holzartigen Substrat zu bewirken. Die bisher bekannten, ligninabbauenden Schimmelarten sind als mesophil beschrieben worden, d.h. sie· wachsen am besten bei Temperaturen zwischen 20 und 30 C.While a number of mold species have been shown to enzymatically degrade lignin, theirs has been more commercial Not given because they are growing so slowly. It usually takes two or more months to break down effect of 50% of the lignin in a woody substrate. The previously known, lignin-degrading mold species have been described as mesophilic, i.e. they grow best at temperatures between 20 and 30 C.

Die vorliegende Erfindung benutzt nun einen thermostabilen Schimmel, der Lignin rasch abbaut. Es wurde auch festgestellt, daß das Lignin nur unter Dampf - im Gegensatz zum untergetauchten Zustand - merklich abgebaut wird.The present invention now uses a thermostable mold that rapidly degrades lignin. It was also found that the lignin is only noticeably degraded under steam - in contrast to the submerged state.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Lignocellulose von Lignin befreit und die Cellulose dadurch dem fermentativen Abbau zugänglich.The method according to the invention makes the lignocellulose freed from lignin, making the cellulose accessible to fermentative degradation.

'Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der thermostabile Schimmel Chrysosporium pruinosum, der von der amerikanischen'In the method according to the invention, the thermostable Mold Chrysosporium pruinosum, that of the American

eingesetzt,used,

Kultursammelstelle in Rockville, Maryland, USA, erhalten wurde, \ Der Schimmel Chrysosporium pruinosum wurde als Äquivalent zu den thermostabilen Schimmeli Phanerochaete chrysosporium und Sporotrichum pulverulentum angesehen.-Culture collection point in Rockville, Maryland, USA, \ The mold Chrysosporium pruinosum was regarded as equivalent to the thermostable molds Phanerochaete chrysosporium and Sporotrichum pulverulentum .

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abbauen von Lignocellulose umfaßt das Herstellen eines Substrates, das aus Lignocellulose zusammengesetzt ist, die mit Nährminerallösung befeuchtet wurde, deren pH-Wert zwischen 4 und 5 liegt. Das Substrat bestehtThe method according to the invention for breaking down lignocellulose comprises preparing a substrate composed of lignocellulose moistened with nutrient solution, whose pH value is between 4 and 5. The substrate is made

nngp 17/0797nngp 17/0797

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zu etwa 10 bis etwa 80 Gew.-% aus Lignocellulose-Feststoffen, bezogen auf die Gesamtmenge aus Lignocellulose-Feststoffen und Nährlösung. Das getränkte Substrat wird mit Chrysosporium pruinosum inoculiert, und das inoculierte Substrat bei einer Temperatur von etwa 20 bis etwa 4 5°C gehalten, um das Chrysosporium pruinosum wachsen zu lassen, das Enzymsysteme erzeugt, die Lignocellulose abbauen, dann erhöht man die Temperatur auf 50 bis 70 C, bei der das Wachstum von Chrysosporium pruinosum aufhört, bei der aber der Lignocelluloseabbau deutlich weitergeht,from about 10 to about 80% by weight of lignocellulosic solids, based on the total amount of lignocellulose solids and nutrient solution. The soaked substrate is made with Chrysosporium pruinosum inoculated, and the inoculated substrate kept at a temperature of about 20 to about 45 ° C to give the Chrysosporium pruinosum, which creates enzyme systems that break down lignocellulose, then the temperature is raised 50 to 70 C, at which the growth of Chrysosporium pruinosum stops, but at which the lignocellulose degradation continues significantly,

Beispielhaft für die Lignocellulosematerialien, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, sind Holz, Mistfasern, Papier, Stroh und landwirtschaftliche Abfälle. Das Lignocellulosematerial wird vorzugsweise mit einer geeigneten Vorrichtung gemahlen, und zwar bevorzugt zu einer Teilchengröße von weniger als 5 mm, um die Oberfläche zu vergrößern und die Abbaugeschwindigkeit merklich oder beträchtlich zu erhöhen. Je mehr Oberfläche die Lignocellulose hat, umso rascher dringt das Schimmelmycel ein.Exemplary of the lignocellulosic materials that can be used in the method according to the invention are Wood, manure fiber, paper, straw and agricultural waste. The lignocellulosic material is preferably with a ground suitable device, preferably to a particle size of less than 5 mm, in order to enlarge the surface and to markedly or considerably increase the rate of degradation. The more surface the lignocellulose has, the faster the mold mycelium penetrates.

Die im Einzelfalle benutzte Nährminerallösung ist nicht kritisch, ausgenommen, daß sie einen pH-Wert von 4 bis 5 haben muß, um das Wachsen des Schimmels zu begünstigen. Die Lösung besteht aus einer Reihe von Mineralien, die die Hauptnährionen, wie Natrium, Kalium, Phosphat, Sulfat, Magnesium und Eisen zur Verfügung stellen, und sie enthält üblicherweise ein organisches, chelatbildendes Mittel, um Eisen am Ausfallen zu hindern, und sie enthält weiter Thiamin, das für das Wachstum von Chrysosporium pruinosum ein notwendiges Vitamin ist. Letzteres gibt man jedoch nur dann zu der Nährlösung hinzu, wenn es nicht bereits oder nicht ausreichend im Lignocellulosematerial vorhanden ist. Die absoluten Konzentrationen der Nährstoffe in der Lösung sind nicht kritisch, solange angemessene Mengen für das Wachstum der Chrysosporium pruinosum-Zellen vorhanden sind, doch darf die Konzentration nicht so hoch sein, daß sie das Wachstum hindert. Bakteriologische Standardmedien sind als Nährminerallösung brauchbar, da sie alle für das Schim-The nutrient solution used in the individual case is not critical, with the exception that they have a pH value of 4 to 5 must in order to favor the growth of the mold. The solution consists of a number of minerals that are the main nutrients, such as sodium, potassium, phosphate, sulfate, magnesium and iron, and it usually contains an organic, Chelating agent to keep iron from precipitating and also contains thiamine, which is essential for growth of Chrysosporium pruinosum is a necessary vitamin. The latter is only added to the nutrient solution if it is not already or insufficiently present in the lignocellulosic material. The absolute concentrations of the nutrients in the solution are not critical as long as adequate amounts are present for Chrysosporium pruinosum cells to grow but the concentration must not be so high that it hinders growth. Standard bacteriological media can be used as a nutrient mineral solution, as they are all

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melwachstum notwendigen Hauptionen enthalten und die genaue Formulierung des Mediums in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der jeweiligen Lignocellulose modifiziert werden kann, d.h. zu dem Ausmaß, zu dem die Nährstoffe bereits im Lignocellulosematerial vorhanden sind.Meal growth contain necessary main ions and the exact Formulation of the medium can be modified depending on the composition of the respective lignocellulose can, i.e. to the extent that the nutrients are already present in the lignocellulosic material.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Lignocellulosematerial mit der Nährstofflösung befeuchtet, um ein Substrat zu erhalten, auf dem man den Chrysosporium pruinosum-Schimmel wachsen lassen kann. Dieses Befeuchten kann mittels einer Anzahl üblicher Techniken erfolgen, z.B. durch Tropfenlassen oder Sprühen der Lösung auf die Lignocellulosemasse. Liegt diese Masse in Teilchenform vor, dann kann man sie mit der Nährlösung vermischen. Nach Zugabe der Lösung zur Lignocellulosemasse gestattet man für eine kurze Zeitdauer die Äquilibrierung der Lösung, d.h. die Verteilung der Lösung durch die Masse.To carry out the method according to the invention, the Lignocellulosic material moistened with the nutrient solution, to obtain a substrate on which the Chrysosporium pruinosum mold can grow. This moisturizing can be done by a number of conventional techniques, such as dripping or spraying the solution onto the lignocellulosic mass. If this mass is in the form of particles, it can be mixed with the nutrient solution. After adding the Solution to the lignocellulosic mass, the solution is allowed to equilibrate, i.e., disperse, for a short period of time the solution through the mass.

Man bringt die Lignocellulosemasse mit einer solchen Menge Nährlösung in Berührung, daß das angefeuchtete Substrat zu etwa 10 bis etwa 80 Gew.-% aus Lignocellulose-Feststoffen besteht, bezogen auf die Gesamtmenge aus Lignocellulose-Feststof fen und NMhrminerallösung. Bei Mengen von weniger als 10 Gew.-% an Lignocellulose-Feststoffen erhält man keinen merklichen Abbau des Lignins, während bei mehr als 80 Gew.-% Lignocellulose-Feststoffen der Schimmel nicht wächst. Befriedigende Ergebnisse werden bei einer Konzentration an Ligno-cellulose-Feststoffen von 20 Gew.-% erhalten, d.h., bei 20 g Lignocellulose-Feststoffen in einem Gemisch aus 80 g Minerallösung und 20 g Lignocellulose-Feststoffen.Bring the lignocellulosic mass in such an amount Nutrient solution in contact that the wetted substrate is about 10 to about 80 wt .-% lignocellulosic solids consists, based on the total amount, of lignocellulose solids and NMhrminerallösung. For quantities less than 10% by weight of lignocellulose solids does not result in any noticeable degradation of the lignin, while with more than 80% by weight Lignocellulose solids the mold does not grow. Satisfactory Results are obtained at a lignocellulosic solids concentration of 20% by weight, i.e. with 20 g lignocellulose solids in a mixture of 80 g mineral solution and 20 g lignocellulose solids.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte, angefeuchtete Lignocellulosesubstrat unterscheidet sich von einem eingetauchten Substrat, bei dem üblicherweise 0,5 Gew.-%The moistened one used in the process according to the invention Lignocellulosic substrate differs from an immersed substrate, which usually contains 0.5% by weight

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Lignocellulose-Feststoffe vorhanden sind, bezogen auf die Gesamtmenge aus Lignocellulose-Feststoffen und Nährlösung, z.B. 0,5 g Lignocellulose-Feststoffe bei einer Mischung aus 99,5 g Nährlösung und 0,5 g Lignocellulose-Feststoffen.Lignocellulosic solids are present based on that Total amount of lignocellulose solids and nutrient solution, e.g. 0.5 g of lignocellulose solids for a mixture of 99.5 g nutrient solution and 0.5 g lignocellulose solids.

Das angefeuchtete Substrat kann mit Chrysosporium pruinosum-Zellen oder mit Sporen solcher Zellen inoculiert werden. Das Inoculieren kann man nach einer Reihe von Techniken ausführen, die einen maximalen Kontakt zwischen den Chrysosporium pruinosum-Zellen und dem Substrat gestatten. Vorzugsweise werden die Sporen oder Zellen in einem flüssigen Medium suspendiert, wie Wasser, üblicherweise bei Zimmertemperatur, und man tropft oder sprüht die Suspension auf das Substrat.The moistened substrate can with Chrysosporium pruinosum cells or inoculated with spores of such cells. Inoculating can be done using a number of techniques, which allow maximum contact between the Chrysosporium pruinosum cells and the substrate. Preferably the spores or cells are suspended in a liquid medium, such as water, usually at room temperature, and the suspension is dripped or sprayed onto the substrate.

Das inoculierte Substrat wird dann unter ausreichender Belüftung bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 4b C incubiert, um die Chrysosporium pruinosum-Zellen zu züchten. Die Inkubation kann nach einer Anzahl von Techniken ausgeführt werden, welche die erforderliche Wachstumstemperatur und die notwendige Feststoffkonzentration aufrecht erhalten, wie mittels einem Heißluftincubator oder durch Inberührungbringen des inoculierten Substrates mit strömender Heißluft. Das rascheste Wachstum des Schimmels findet bei Temperaturen von 38 bis 40°C statt.The inoculated substrate is then incubated with adequate ventilation at a temperature in the range of 20 to 4b C, to grow the Chrysosporium pruinosum cells. Incubation can be carried out by a number of techniques, which maintain the required growth temperature and the necessary solids concentration, such as by means of a hot air incubator or by bringing the inoculated substrate with flowing hot air. The fastest growth of the mold takes place at temperatures of 38 to 40 ° C.

Beim Wachsen, d.h. beim Incubieren, verbraucht der Schimmel Lignocellulose und erzeugt Enzymsysteme, die als Lignase 'zum Abbau des Lignins und Cellulase zum Abbau der Cellulose bezeichnet werden.When growing, i.e. when incubating, the mold consumes lignocellulose and creates enzyme systems called lignase 'to break down the lignin and cellulase to break down the cellulose.

Nachdem das erwünschte Wachstum des Schimmels erreicht ist, erhöht man die Temperatur auf 50 bis 7o°C. Bei dieser erhöhten Temperatur hört zwar das Schimmelwachstum auf, doch geht der Lignocelluloseabbau weiter. Für den raschesten Abbau ist eine Temperatur von 50 bis 60°C bevorzugt. Der Schimmel kann bei dieser erhöhten Temperatur das Substrat nicht mehr nutzen, doch können die Lignose- und Cellulose-Enzyme weiterarbeiten. DieAfter the desired growth of the mold is achieved, increases the temperature to 50 to 70 ° C. At this elevated temperature, mold growth stops, but it works Lignocellulose degradation continues. A temperature of 50 to 60 ° C is preferred for the fastest degradation. The mold can be At this elevated temperature, the substrate is no longer used, but the lignose and cellulose enzymes can continue to work. the

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erhöhte Temperatur wird beibehalten bis eine geeignete Menge des Lignins entfernt ist. Dabei wird gleichzeitig auch Cellulose abgebaut.elevated temperature is maintained until a suitable amount of the lignin is removed. Cellulose is also used at the same time reduced.

Die Zeitdauer, während der das inoculierte Substrat incubiert wird, d.h. die Zeit, während der der Schimmel bei einer bestimmten Temperatur gezüchtet wird als auch die Zeit, für die das incubierte Substrat bei dieser bestimmten erhöhten Temperatur gehalten wird, ist empirisch bestimmbar und hängt vom erwünschten Abbaugrad für die jeweilige Lignocellulosemasse ab. Im besonderen kann die Temperatur nach 3-tägigem Incubieren erhöht und das incubierte Substrat z.B. 3 Tage bei dieser erhöhten Temperatur gehalten werden. Der Abbaugrad der Lignocellulosemasse kann in üblicher Weise bestimmt werden, im allgemeinen durch Bestimmen der verbliebenen Mengen an Lignin und Cellulose. Diesen Zyklus kann man wiederholen und die optimale Zeit und Temperatur zum Abbau eines bestimmten Lignocellulose-Materials graphisch bestimmt werden, damit man eine maximale Menge freier oder für Cellulase empfindlicher Cellulose erhält.The length of time during which the inoculated substrate is incubated, i.e. the time during which the mold at a certain Temperature is grown as well as the time for which the incubated substrate is at that particular elevated temperature is maintained, can be determined empirically and depends on the desired degree of degradation for the respective lignocellulose mass. In particular, after 3 days of incubation, the temperature can be increased and the incubated substrate can be increased for 3 days, for example Temperature are maintained. The degree of degradation of the lignocellulosic mass can be determined in a conventional manner, generally by determining the remaining amounts of lignin and cellulose. This cycle can be repeated and the optimal time and temperature for the degradation of a certain lignocellulosic material can be determined graphically, so that a maximum amount of free or for Cellulase sensitive to cellulose.

Das erhaltene Produkt, das zumindest merklich vom Lignin befreit oder abgebaut ist, kann dann als Cellulosequelle oder zuckerreiches Tierfutter oder als Fermentationssubstrat benutzt werden. Bei dem Verfahren entstehen auch lösliche Ligninderivate, die als chemische Ausgangsmaterialien brauchbar sein mögen.The product obtained, which is at least noticeably freed from lignin or degraded, can then be used as a source of cellulose or high-sugar animal feed or as a fermentation substrate. The process also produces soluble ones Lignin derivatives which may be useful as chemical starting materials.

Durch die bloße Anfeuchtung des Lignocellulcsematerials, gegenüber dem Eintauchen, können größere Lignocellulosemengen pro Volumeneinheit der Kultur behandelt werden.By the mere moistening of the lignocellulosic material, as opposed to immersion, larger amounts of lignocellulose can be released per unit volume of culture.

Für alle Versuche wurde Chrysosporium pruinosum (Giiman und Abbot) Carmichael, ATCC 24782 benutzt. Dieser Organismus wurde kürzlich als der unvollständige Zustand des Pilzes Phanerochaete chrysosporium identifiziert.Chrysosporium pruinosum (Giiman and Abbot) Carmichael, ATCC 24782 used. This organism was recently identified as the incomplete state of the Phanerochaete mushroom chrysosporium identified.

Als Nährmineralmedium wurde die folgende Zusammensetzung benutzt:The following composition was used as the nutrient mineral medium:

5 g (NH4J2SO4/ 6,04 g KH2PO4/ 0,85 g Na2HPO4/ 10 ml einer5 g (NH 4 J 2 SO 4 / 6.04 g of KH 2 PO 4 / Na 2 HPO 4 0.85 g / 10 ml of

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Lösung mit Spurenelementen sowie destilliertes Wasser auf 990 ml. Die Lösung mit den Spurenelementen hatte die folgende Zusammensetzung:Solution with trace elements as well as distilled water to 990 ml. The solution with the trace elements had the following Composition:

5 g MgSO4-7H2O/ 0,2 g ZnSO4-TH3O,- 0,5 g FeSO4-TH2O/ 0,5 MnSO4 1 4H?0; 0,5 g CaCl-, 5 g Versenol und destilliertes Wasser auf 250 ml. Der pH-Wert des Mediums wurde vor dem Einbringen in den Autoclaven durch Zugabe weniger Tropfen konzentrierter Salzsäure auf 5,0 eingestellt. Ein Bruchteil einer filtersterilisierten Lösung von Thiamin-HCl (1 mg/ml) wurde nach der Behandlung im Autoclaven zu dem Medium hinzugegeben, um eine Thiaminkonzentration von 1^ig/ml zu haben. Durch Zugabe von 40 ml einer sterilen 25 %-igen Glucoselösung zu 960 ml des heißen, sterilen Mineralmediums, das vorstehend beschrieben wurde und 15g Agar enthielt, wurde ein Glucose/Mineral/Agar-Medium zubereitet.5 g MgSO 4 -7H 2 O / 0.2 g ZnSO 4 -TH 3 O, - 0.5 g FeSO 4 -TH 2 O / 0.5 MnSO 4 1 4H ? 0; 0.5 g CaCl, 5 g Versenol and distilled water to 250 ml. The pH of the medium was adjusted to 5.0 by adding a few drops of concentrated hydrochloric acid before it was introduced into the autoclave. A fraction of a filter-sterilized solution of thiamine HCl (1 mg / ml) was added to the medium after the treatment in the autoclave in order to have a thiamine concentration of 1 µg / ml. A glucose / mineral / agar medium was prepared by adding 40 ml of a sterile 25% glucose solution to 960 ml of the hot sterile mineral medium described above containing 15 g of agar.

Zur Herstellung des Lignosecellulosematerials wurden 200 g trockenen Mistes zu 2 1 destilliertem Wasser in einem 3,785 fassenden Waring-Mischer hinzugegeben und 15 Sekunden lang bei geringer Geschwindigkeit zerschnitten. Das Vermischen wurde dreimal wiederholt, wobei man zwischen den Mischvorgängen jeweils 15 Sekunden Pause einlegte. Dann überführte man die Suspension in ein Glasgefäß mit einem Durchmesser von 30 cm und einer Höhe von 61 cm und verdünnte 1 : 1 mit destilliertem Wasser. Diese Suspension wurde mittels eines auf variable Geschwindigkeit einstellbaren Motors, der mit einem Schaft und Propeller verbunden war, vermischt. Die Motorgeschwindigkeit wurde so eingestellt, daß das gesamte Material suspendiert war, und man rührte die Suspension 1 1/2 Stunden lang. Dann verringerte man die Mischgeschwindigkeit für 1/2 Stunde, damit sich der Sand absetzen konnte, während die leichteren Faserteilchen suspendiert blieben. Während der Motor weiter mit verringerter Geschwindigkeit in Betrieb blieb, wurden die. suspendierten Teilchen durch Hebern abgezogen und auf ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,238 mm überführt. Das Material wurde auf dem Sieb mit destilliertem Wasser gewaschen. Rühren, Absetzenlassen und Sieben wurde dreimal wiederholt, und danach trocknete man die erhaltenen Faeern drei Tage bei 65°C. Die getrocknetenTo produce the lignose cellulose material, 200 g of dry manure was added to 2 liters of distilled water in a 3.785 Added a full Waring mixer and held for 15 seconds cut up at low speed. Mixing was repeated three times, keeping between mixes took a 15 second break. The suspension was then transferred to a glass vessel with a diameter of 30 cm and a height of 61 cm and diluted 1: 1 with distilled water. This suspension was by means of a variable speed adjustable motor, which was connected to a shaft and propeller, mixed. The engine speed was adjusted so that all of the material was suspended and the suspension was stirred for 1 1/2 For hours. The mixing speed was then slowed down for 1/2 hour to allow the sand to settle while the lighter fiber particles remained suspended. While the engine continues to operate at reduced speed stayed, they were. suspended particles drawn off by siphons and placed on a sieve with a mesh size of 0.238 mm transferred. The material was washed on the sieve with distilled water. Stir, allow to settle and Seven was repeated three times, and then the obtained faeries were dried at 65 ° C. for three days. The dried ones

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Fasern wurden in einer Fleischhackmaschine zerkleinert, um die Teilchen zu redispergieren, und diese Teilchen wurden in Glasgefäßen gelagert.Fibers were chopped in a meat chopper to redisperse the particles, and these particles were cut into Glass vessels stored.

Die Fasern wurden in einem auf 65 C erwärmten Ofen für mindestens 2 Tage vor der Benutzung getrocknet, bis ein konstantes Gewicht erhalten wurde. Da das Material in Luft etwas hygroskopisch ist,hatte man es beim Wägen in einer abgeschlossi The fibers were in an oven heated to 65 C for at least Dried 2 days before use until constant weight was obtained. Because the material in air something is hygroscopic, it was locked in a lock when weighing

Platte.Plate.

schlossenen Petrischale auf der Oberfläche einer 1000C heißenclosed Petri dish on the surface of a 100 0 C hot

Die auf diese Weise hergestellten trocknen, teilchenförmigen Mistfasern hatten eine Durchschnittsgröße von 1-3 mm in der Länge und 0,5 mm in der Breite. Die Fasern enthielten 14+1The dry particulate manure fibers produced in this way had an average size of 1-3 mm in diameter Length and 0.5 mm in width. The fibers contained 14 + 1

Gew.-% Asche, 37+2 Gew.-% reduzierenden Zucker (Cellulose und Hemicellulose) und 37 + 1,5 Gew.-% Lignin.% By weight ash, 37 + 2% by weight reducing sugars (cellulose and hemicellulose) and 37 + 1.5% by weight lignin.

Die vorgenannten Mengenangaben sind diejenigen, auf denen die Gew.-%-Angaben löslichen gemachten Materials in den Figuren 1 und 2 beruhen, von denenThe abovementioned quantitative data are those on which the% by weight data of solubilized material are shown in the figures 1 and 2 are based on of which

Figur 1 den Lignin- und Celluloseabbau durch Chrysosporium pruinosum-Schimmel auf einem untergetauchten Substrat, Figur 2 den Lignin- und Celluloseabbau durch Chrysosporium pruinosum auf einem getränkten Substrat und Figur 3 den Lignin- und Celluloseabbau durch wachsende und temperaturerhöhte (nicht wachsende) Kulturen von Chrysosporium pruinosum zeigt.FIG. 1 shows the degradation of lignin and cellulose by Chrysosporium pruinosum mold on a submerged substrate, FIG. 2 the degradation of lignin and cellulose by Chrysosporium pruinosum on a soaked substrate and FIG. 3 shows the degradation of lignin and cellulose by growing and shows elevated (non-growing) cultures of Chrysosporium pruinosum.

Für die Zubereitung des Inoculums wurden Kulturen von Chrysosporium pruinosum 5 Tage bei 38°C auf Glucosemineralagarplatten gezüchtet. 10 ml sterilen, destillierten Wassers wurden zu jeder Platte hinzugegeben, und das Oberflächenwachstum wurde mit einem Glasausbreiter leicht suspendiert. Diese Suspension, die hauptsächlich Sporen und einige Bruchstücke vegetativen Myceliums enthielt, wurde für alle Kulturen als Inoculum benutzt. Cultures of Chrysosporium were used to prepare the inoculum pruinosum grown on glucose mineral agar plates at 38 ° C for 5 days. 10 ml of sterile, distilled water was added to each Plate was added and the surface growth was slightly suspended with a glass spreader. This suspension, which mainly contained spores and some fragments of vegetative mycelium, was used as inoculum for all cultures.

Die Kulturen wurden sowohl auf in Mineralnährlösung in Schüttelflaschen untergetauchten Substraten als auch auf angefeuchtetenThe cultures were both on in mineral nutrient solution in shake flasks submerged substrates as well as on moistened substrates

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Substraten auf der Oberfläche von Mineralagarplatten gezüchtet. Die untergetauchten Kulturen in Schüttelflaschen enthielten 50 ml Mineralmediumlösung und 50 rag trockener, gewaschener Mistfasern in 250 ml fassenden Erlenmeyerkolben. Die Kolben wurden für 20 Minuten sterilisiert und nach dem Abkühlen mit 0,1 ml der oben beschriebenen Sporensuspension inoculiert. Die Kulturen incubierte man bei 38°C und 80 % relativer Feuchtigkeit unter rotierendem Schütteln bei 230 Umdrehungen pro Minute auf einem Inkubatorschüttelgerät New Brunswick Modell G26.Substrates grown on the surface of mineral agar plates. The submerged cultures contained in shake flasks 50 ml mineral medium solution and 50 ml dry, washed manure fibers in 250 ml Erlenmeyer flasks. The pistons were sterilized for 20 minutes and, after cooling, inoculated with 0.1 ml of the spore suspension described above. the Cultures were incubated at 38 ° C and 80% relative humidity with rotating shaking at 230 revolutions per month Minute on a New Brunswick Model G26 incubator shaker.

Die getränkten Kulturen auf der Agaroberflache wurden folgendermaßen zubereitet: Sterile Nuklepore-Membranfilter( 5 umPoren-The soaked cultures on the agar surface were as follows Prepared: Sterile Nuclepore Membrane Filters (5 µm pore

größe, 47 mm Durchmesser) wurden mit der matten Seite nach unten auf der Oberfläche von Petrischalen (25 χ 150 mm) angeordnet, die etwa 2OO ml Mineralagarmedium enthielten, das aus der Nährminerallösung, verdickt mit 1,2 Gew.-* Agar zusammengesetzt war. Pro Platte wurde ein Filter benutzt. 200 mg trockener, steriler Mistfasern wurden auf der Oberfläche jedes Filters ausgebreitet. Die 200 mg Faserproben wurden aus Pyrexrohren mit Schraubverschluß und Abmessungen von 16 χ 125 ml entnommen. Dies entsprach einer 20 Gew.-%igen Feststoffkonzentration, d.h. 20 Gew.-% Fasern auf eine Mischung aus 20 Gew.-Fasern + 80 Gew.-Nährminerallösung. Jedes Faserhäufchen wurde an der Peripherie mit 2 Tropfen (0,1 ml) der wie oben beschriebenen Sporensuspension inoculiert, und danach die Kulturen bei 38°C incubiert. Die relative Feuchtigkeit im Incubator wurde unter Verwendung von wassergefüllten Trögen bei 80 % gehalten.size, 47 mm diameter) were placed with the matt side down on the surface of Petri dishes (25 150 mm), which contained about 2OO ml of mineral agar medium composed of the nutrient mineral solution thickened with 1.2 wt .- * agar was. One filter was used per plate. 200 mg of dry, sterile manure fibers were placed on the surface of each Filters spread out. The 200 mg fiber samples were taken from Pyrex tubes with screw caps and dimensions of 16 χ 125 ml taken. This corresponded to a 20% strength by weight solids concentration, i.e. 20% by weight fibers based on a mixture of 20% by weight fibers + 80% by weight nutrient solution. Every pile of fibers was inoculated on the periphery with 2 drops (0.1 ml) of the spore suspension as described above, and then the cultures incubated at 38 ° C. The relative humidity in the incubator was determined using water-filled troughs 80% held.

Die Bestimmungen restlicher organischer und anorganischer Bestandteile der Fasern und Faserkulturen für die Figuren 1 und 2 erfolgte folgendermaßen:The determinations of the remaining organic and inorganic components of the fibers and fiber cultures for the figures 1 and 2 took place as follows:

a. Für die Agarplattenkulturen (a^ef euchteten Kulturen): Die Fasern oder Faser + Mycel enthaltenden Filter wurden von den Agarplatten abgenommen und die Fasermycelmätten von den Filtern abgekratzt und mit destilliertem Wasser in geteerte Tiegel gewaschen. Die TiegeJ. wurden bei 65°C bis zum Erreichen eines konstanten Gewichtes getrocknet und dann über Nacht in einem Ofen bei 550 C verascht. Der organische Anteila. For the agar plate cultures (moist cultures): The filters containing fibers or fiber + mycelium were removed from the agar plates and the fibrous mycelium mats from the Filters scraped off and washed with distilled water in tarred crucibles. The TiegeJ. were at 65 ° C until reaching of constant weight and then incinerated in an oven at 550 ° C overnight. The organic part

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wurde als das Material definiert, das bei 550 C verdampfte, b. Schüttelkolbenkulturen (untergetauchte Kulturen): Der Inhalt eines Paares von Schüttelkolben wurde kombiniert und durch ein Nukleporefilter mit Porenöffnungen von 0,4 jum und 47 mm Durchmesser vakuumfiltriert, um die Festkörperteilchen zurückzuhalten. Der auf den Seiten der Kolben zurückbleibende Rest wurde mit einer geringen Menge destillierten Wassers auf das Filter gewaschen. Der filtrierte Rest wurde in die beteerten Tiegel überführt, getrocknet und wie oben beschrieben verascht-.was defined as the material that evaporated at 550 C, b. Shake flask cultures (submerged cultures): The contents of a pair of shake flasks were combined and through a nucleopore filter with pore openings of 0.4 μm and 47 mm diameter vacuum filtered to retain the solid particles. The one left on the sides of the pistons Remainder was washed onto the filter with a small amount of distilled water. The filtered residue was poured into the Transferred the covered crucible, dried and ashed as described above.

Die Analyse auf Cellulose, Hemicellulose und Lignin für die Figuren 1, 2 und /erfolgte folgendermaßen: Proben des unlöslichen Materials wurden wie oben beschrieben gesammelt, mit der Ausnahme, daß man sie in Glasgefäße mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Höhe von 50 mm überführte und bei 65°C trocknete. Trockene Proben von Fasern oder Fasern + Mycel wurden mit 10 ml 72 %-iger Schwefelsäure vermischt, und man ließ das Ganze 3 Stunden stehen, wobei man jeweils stündlich einige Sekunden mischte. Das Ganze wurde dann mit destilliertem Wasser auf 50 ml verdünnt und über Nacht stehen gelassen. Jede Probe filtrierte man danach unter Verwendung eines geteerten Nucleporefilters mit 0,4 ^m Porengröße und 47 mm Durchmesser im Vakuum. Bruchteile des Filtrates wurden für Kohlenhydrat (reduzierender Zucker)-Versuche zurückbehalten. Bei diesem Versuch wurde 0,1 ml des Filtrats mit 3,9 ml eines Reagens vermischt, das 1 % Thioharnstoff und 0,05 % Anthron in 72 %-iger Schwefelsäure enthielt. Die Mischung erhitzte man für 10 Minuten auf 9'5 C, kühlte auf Zimmertemperatur ab und maß die optische Dichte bei 610 nyu. Glucose wurde als Standard benutzt. Diese Versuche wurden routinemäßig auf einem Autoanalysator Technicon Model AA-1 ausgeführt.The analysis for cellulose, hemicellulose and lignin for Figures 1, 2 and / was carried out as follows: Samples of the insoluble material were collected as described above except that they were placed in glass jars with a diameter of 25 mm and a height of 50 mm and dried at 65 ° C. Dry samples of Fibers or fibers + mycelium were mixed with 10 ml of 72% sulfuric acid and left for 3 hours standing, mixing for a few seconds every hour. The whole was then made up to 50 ml with distilled water diluted and left to stand overnight. Each sample was then filtered using a tarred Nuclepore filter with 0.4 ^ m pore size and 47 mm diameter in a vacuum. Fractions of the filtrate were retained for carbohydrate (reducing sugar) experiments. In this attempt 0.1 ml of the filtrate was mixed with 3.9 ml of a reagent containing 1% thiourea and 0.05% anthrone in 72% sulfuric acid contained. The mixture was heated to 9'5 ° C. for 10 minutes, cooled to room temperature and the optical density was measured Density at 610 nyu. Glucose was used as the standard. These Experiments were routinely performed on a Technicon Model AA-1 autoanalyzer.

Der Rest wurde auf dem Filter mit destilliertem Wasser gewaschen, bis der~ Filtrat-pH-Wert 5 erreichte, was mit pH-Papier gemessen wurde.Filter + Rest wurden dann über Nacht bei 65°C getrocknet und gewogen. Filter und Proben wurden in geteerte Tiegel überführt und über Nacht bei 55O°C verascht. Lignin war definiert als der Teil der Probe (ausgenommen im Filter) , der verdampfte. Die Filter enthielten wertiger als 0,5 mg Asche. 809817/07Ö? The residue was washed on the filter with distilled water until the ~ filtrate pH reached 5, which was measured with pH paper. The filter + residue were then dried overnight at 65 ° C and weighed. Filters and samples were transferred to tarred crucibles and incinerated at 550 ° C. overnight. Lignin was defined as that part of the sample (except in the filter) that evaporated. The filters contained more than 0.5 mg of ash. 809817 / 07Ö?

Für die Ergebnisse der Figur 3 wurden angefeuchtete, inoculierte Faserkulturen auf Agarplatten wie oben beschrieben zubereitet. Nach 3 Tagen wurd^YeinerReihe von Kulturen verglichen, die bei der Wachstumstemperatur von 38°C belassen worden war.For the results of FIG. 3, moistened, inoculated fiber cultures were prepared on agar plates as described above. After 3 days, a number of cultures were compared that were found in the growth temperature of 38 ° C was left.

Die in den Figuren 1, 2 und 3 in Gew.-% aufgetragenen löslich gemachten Bestandteile beruhen auf dem ursprünglichen Gehalt der Faserprobe.The solubilized constituents plotted in% by weight in FIGS. 1, 2 and 3 are based on the original content the fiber sample.

Die Figur 1 veranschaulicht den Abbau der Bestandteile der Mistfasern durch Chysosporium pruinosum, das in untergetauchten Kulturen in Schüttelkolben gewachsen ist. Jeder Punkt repräsentiert den kombinierten Inhalt zweier Schüttelkolben. Einzelne Punkte zeigen, daß die wiederholten Proben identische Werte ergaben. Die gestrichelten Linien gelten für die nicht inoculierten Vergleichsproben.Figure 1 illustrates the degradation of the components of the manure fibers by Chysosporium pruinosum, which is submerged in Cultures grown in shake flasks. Each point represents the combined contents of two shake flasks. Individual points show that the repeated samples gave identical values. The dashed lines apply for the non-inoculated comparison samples.

Figur 1 zeigt den Verlust an verschiedenen Faserbestandteilen mit der Zeit in untergetauchten Kulturen, und es ergibt.sich, daß unter diesen Bedingungen durch Chrysosporium pruinosum wenig oder kein Lignin löslich gemacht, d.h. abgebaut wird, vergleichen mit den nicht inoculierten Kontrollproben, und dies während einer Zeit von 30 Tagen aktiven Abbaus. Während dieser Zeit wurden 50 % der Kohlehydrate (Cellulose und Hemicellulose ) und 40 % der gesamten organischen Bestandteile löslich gemacht.Figure 1 shows the loss of various fiber components over time in submerged cultures, and it results. that under these conditions little or no lignin is made soluble, i.e. broken down, by Chrysosporium pruinosum, compare with the non-inoculated control samples, and this during a period of 30 days of active degradation. While that time were 50% of the carbohydrates (cellulose and hemicellulose) and 40% of the total organic components made soluble.

Figur 2 zeigt den Abbau der Mistfaser-Bestandteile durch Chrysosporium pruinosum, das in getränkten Fasern auf der Oberfläche von Mineralagarplatten gezüchtet wird. Jeder Punkt repräsentiert den Inhalt einer Platte. Alle Versuche wurden doppelt ausgeführt. Die gestrichelten Linien gelten für die nicht inoculierten Vergleichsproben.FIG. 2 shows the degradation of the manure fiber components by Chrysosporium pruinosum, which is grown in soaked fibers on the surface of mineral agar plates. Each point represents the content of a disk. All experiments were carried out in duplicate. The dashed lines apply to the non-inoculated comparison samples.

Figur 2 zeigt den Verl-ust an verschiedenen Faserkomponenten mit der Zeit in getränkten Faserkulturen auf der Oberfläche von Mineralagarplatten und zeigt, daß ein Abbau von Lignocellulose vorzugsweise auf nicht untergetauchten Substraten, d.h. auf getränkten Substraten, stattfindet und daß eine Feststoffkonzentration von etwa 20 Gew.-% einen raschen Lignocelluloseabbau gestattet. Nach 12 Tagen Incubationszeit waren Figure 2 shows the loss of various fiber components over time in soaked fiber cultures on the surface of mineral agar plates and shows that a breakdown of lignocellulose takes place preferably on non-submerged substrates, ie on soaked substrates, and that a solids concentration of about 20 wt. -% allows a rapid degradation of lignocellulose. After 12 days of incubation were

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50 % des Lignins, 80 % der Kohlehydrate (Cellulose und Hemicellulose) und 75 % der gesamten organischen Bestandteile löslich gemacht. Nach dieser Zeit scheint der Abbau aufzuhören. Unter den vorstehenden Bedingungen wird in den nicht inoculierten Vergleichsproben weniger Material löslich gemacht als in den Schüttelkolben.50% of the lignin, 80% of the carbohydrates (cellulose and hemicellulose) and solubilized 75% of the total organics. After this time, the degradation seems to stop. Under the above conditions, less material is solubilized in the non-inoculated control samples than in the shake flask.

In der folgenden Tabelle ist ein Vergleich der Abbaugeschwindigkeiten für Lignin und Cellulose durch Polyporus versicolor, einen gut untersuchten, ligninabbauenden, mesophilen Schimmel und durch Chrysosporium pruinosum, den in der vorliegenden Erfindung benutzten,ligninabbauenden,thermostabilen Schimmel angegeben.The following table compares the degradation rates for lignin and cellulose by Polyporus versicolor, a well-studied, lignin-degrading, mesophilic mold and by Chrysosporium pruinosum, that in the present Invention used, lignin-degrading, thermostable mold specified.

TABELLETABEL ZeitTime ,Abgebautes, Dismantled ZeitTime AbgebauteDismantled (Tage)(Days) Lignin (%)Lignin (%) (Tag(Day Organismusorganism Cellulosed)Cellulosed) 245245 5050 168168 P. versicolorP. versicolor 7676 1212th 5O5O 1212th C. pruinosumC. pruinosum 80-9080-90

(a) E.B. Cowling, Comparative Biochemistry Of The Decay Of Sweetgum Sapwood By White - Rot and Brown - Rot Fungi. U.S.D.A. tech. Bull No. 1258, (1961).(a) E.B. Cowling, Comparative Biochemistry Of The Decay Of Sweetgum Sapwood By White - Rot and Brown - Rot Fungi. U.S.D.A. tech. Bull No. 1258, (1961).

Figur 3 zeigt, daß ein deutlicher Abbau von Lignin und Cellulose bei einer Temperatur von 55°C weitergeht, d.h. bei einer Temperatur, bei der der Schimmel nicht wachsen kann.Figure 3 shows that significant degradation of lignin and cellulose continues at a temperature of 55 ° C, i.e. at a Temperature at which the mold cannot grow.

Die Angaben der vorstehenden Tabelle zeigen, daß unter geeigneten Kulturbedingungen genug Lignin biologisch entfernt werden kann, um 85 bis 90 % der Cellulose durch Cellulase abbaubar zu machen. Die Geschwindigkeit und Ausbeuten für den Celluloseabbau nach Figur 2 sind Minimalwerte, da die ZeIlwandzuckerreste zu den erhaltenen Cellulosewerten beitragen und die Kulturen von kleinen Sporeninocula ausgingen. Unter Verwendung eines größeren Inoculums von Cellulase und Lignase, das durch vegetative Zellen eingeführt wird, d.h. den Chrysosporium pruinosum-Schimmel, würde vermutlich die für den maximalen Celluloseabbau erforderliche Incubationszeit verkürzt.The information in the table above shows that enough lignin can be removed biologically under suitable culture conditions can to make 85 to 90% of cellulose degradable by cellulase. The speed and yields for the Cellulose degradation according to FIG. 2 are minimum values, since the cell wall sugar residues contribute to the cellulose values obtained and the cultures started from small spore inocula. Under Use of a larger inoculum of cellulase and lignase introduced by vegetative cells, i.e. the Chrysosporium pruinosum mold, would presumably die for the maximum Cellulose degradation shortens the incubation time required.

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Figur 3 zeigt, daß trotz des Erhitzens der Zellen auf Temperaturen, bei denen sie nicht wachsen können (55 C), der enzymatische Abbau von Lignin und Cellulose bei Abwesenheit lebensfähiger Zellen weiterging. Aus Cellulase-Studien ergab sich, daß die optimale Cellulaseaktivität oberhalb von 55°C liegt. Dies zeigt, daß bei der Temperaturerhöhung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Zellmetabolismus beendet und die Verzuckerung fortgesetzt wird.Figure 3 shows that despite the heating of the cells to temperatures at which they can not grow (55 C), the enzymatic breakdown of lignin and cellulose in the absence more viable Cells went on. Cellulase studies have shown that the optimal cellulase activity is above 55 ° C. This shows that when the temperature is increased according to the method according to the invention, the cell metabolism ends and the saccharification is continued.

Figur 2 zeigt, daß deutliche Mengen an Lignin abgebaut werden können und daß 80 bis 90 % des Cellulosegehaltes des Substrates der Einwirkung von Cellulaseenzymen ausgesetzt werden können. Die bei den Versuchen benutzten Mistfasern waren gegenüber anderen natürlichen organischen Materialien relativ ligninreich. Die Celluloseabbaubarkeit ist umgekehrt proportional dem Ligningehalt, und dies läßt vermuten, daß die Abbaufähigkeit des beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten thermobeständigen Schimmels, die auf einem widerstandsfähigen Substrat, wie Mistfasern,vorhanden war, bei Substraten mit weniger Ligningehalt, wie Holz, gleich oder besser sein sollte. Weitere Versuche haben tatsächlich einen guten Lignin- und Celluloseabbau bei Zeitungspapier als Wachstumssubstrat gezeigt. Zeitungspapier wird zum großen Teil aus ligninhaltigen Holzfasern hergestellt.FIG. 2 shows that significant amounts of lignin can be broken down and that 80 to 90% of the cellulose content of the substrate exposed to cellulase enzymes. The manure fibers used in the experiments were relatively rich in lignin compared to other natural organic materials. The cellulose degradability is reversed proportional to the lignin content, and this suggests that the degradability of the used in the process according to the invention heat-resistant mold that was present on a resistant substrate such as manure fibers Substrates with less lignin content, such as wood, should be the same or better. More attempts actually have one shown good lignin and cellulose degradation in newsprint as a growth substrate. Newsprint is becoming big Part made from lignin-containing wood fibers.

In einer am gleichen Tage eingereichten anderen deutschen Patentanmeldung der Anmelderin, für die die Priorität de.: «US-Patentanmeldung Serial No. 7 34 32 5 vom 20. Oktober 1976 in Anspruch genommen ist, wird das Züchten eines thermobeständigen Schimmels auf einem getränken Lignocellulosesubstrat bei einer Temperatur von 20°C bis 45°C offenbart, wobei der Schimmel Enzyme produziert, die das Substrat abbauen.In another German patent application filed on the same day by the applicant, for which priority de: “US patent application Serial No. 7 34 32 5 of October 20 , 1976 , there is disclosed growing a thermally stable mold on a soaked lignocellulosic substrate at a temperature of 20 ° C to 45 ° C, the mold producing enzymes that degrade the substrate.

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Claims (5)

4389-RD-947O GENERAL ELECTRIC COMPANY Patentansprüche4389-RD-947O GENERAL ELECTRIC COMPANY claims 1. Verfahren zum Abbauen von Lignocellulose, gekennzeichnet durch folgende Stufen: Herstellen eines Lignocellulosesubstrates, das mit einer Nährminerallösung mit einem pH-Wert von 4 bis 5 getränkt ist, wobei das Substrat aus etwa 10 bis etwa 80 Gew.-% Lignocellulose-Feststoffen, bezogen auf die Gesamtmenge aus Lignocellulose-Feststoffen und Nährlösung besteht, Inoculieren des Substrates mit Chrysosporium pruinosum und Halten des inoculierten Substrates bei einer Temperatur von etwa 20 bis etwa 4 5°C, um das Chrysosporium pruinosum zu züchten, das Enzymsysteme erzeugt, die die Lignocellulose abbauen, daß man dann auf 50 bis 70°C erhitzt, bei welcher Temperatur das Chrysosporium pruinosum zu wachsen aufhört, der Abbau der Lignocellulose jedoch weitergeht.1. Process for breaking down lignocellulose, characterized by the following stages: Manufacture of a lignocellulosic substrate soaked in a nutrient solution with a pH of 4 to 5 wherein the substrate comprises about 10 to about 80 weight percent lignocellulosic solids based on the total consists of lignocellulose solids and nutrient solution, inoculating the substrate with Chrysosporium pruinosum and Maintaining the inoculated substrate at a temperature of about 20 to about 45 ° C to protect the Chrysosporium pruinosum to breed that produces enzyme systems that degrade the lignocellulose that is then heated to 50 to 70 ° C, at which Temperature the Chrysosporium pruinosum stops growing, but the breakdown of lignocellulose continues. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lignocellulosesubstrat mit einer flüssigen Suspension von Sporen des Chrysosporium pruinosum inoculiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the lignocellulosic substrate with a liquid suspension of spores of Chrysosporium pruinosum is inoculated. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus 20 Gew.-% Lignocellulose-Feststoffen, bezogen auf die Gesamtmenge aus Lignocellulosefeststoffen und Nährlösung zusammengesetzt ist.3. The method according to claim 1, characterized in that that the substrate consists of 20 wt .-% lignocellulose solids, based on the total amount Lignocellulose solids and nutrient solution is composed. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inoculierte Substrat zum Züchten des Chrysosporium pruinosum bei einer Temperatur von etwa 38 bis etwa 40°C gehalten wird.4. The method according to claim 1, characterized in that that the inoculated substrate for growing the Chrysosporium pruinosum at a temperature of about 38 to about 40 ° C. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Temperatur zwischen5. The method according to claim 1, characterized in that that the elevated temperature between 809817/079?809817/079? 5O und 60°C liegt.5O and 60 ° C.
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