Brevet FR2029671A1 — publié le 19701023

i 2029671 La présente invention concerne le traitement de cellules bactériennes et plus particulièrement un procédé pour l'hydrolyse des cellules bactériennes par l'acide chlorhydrique en présence d'un agent oxydant. L'invention a pour objet d'améliorer l'aptitude à la filtration d'un mélange 5 résultant de l'hydrolyse de cellules bactériennes par l'acide chlorhydrique. Ce mélange est désigné plus simplement dans ce qui suit sous le nom de "mélange de traitement à l'acide". D'autres objets de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit. La production d'aminoacides,tels que l'acide glutamique et la 10 lysine,par fermentation a pris récemment de l'extension et permet en conséquence d'obtenir des quantités plus grandes de cellules bactériennes de microrganismes utilisés dans la fermentation. Jusqu'à présent, on hydroly-sait ces cellules bactériennes dans le bouillon de fermentation au moyen d'un acide tel que l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique et on fil-15 trait le mélange de traitement à l'acide résultant pour séparer les hùmines solides. On utilise le filtrat comme assaisonnement et dans d'autres domaines (voir brevet des E.U.A. n° 3 029 280 et Publication de brevet Japonais n° 16 732/1963) ou bien on récupère du filtrat le produit de fermentation désiré. 20 Cependant, on ne peut pas filtrer facilement un mélange de traite ment à l'acide résultant d'une simple hydrolyse classique par l'acide chlorhydrique et une durée prolongée est nécessaire pour terminer la filtration de ce mélange de traitement à l'acide. Ceci est dû au fait que les humines formées dans le mélange ont tendance à remplir les-ouvertures de l'étoffe 25 Sû filtre ou que les tourteaux résultants sont difficiles à séparer de 1'étoffe. Un procédé habituel, auquel on a recours pour améliorer l'aptitude à la filtration d'une substance difficile à filtrer,consiste à utiliser un adjuvant de filtration tel qu'une terre de diatomées. 30 Cependant, on ne peut pas améliorer avec cet adjuvant de filtration l'aptitude à la filtration d'un mélange de traitement à l'acide que l'on désire traiter selon l'invention, comme il ressort de 1'essai.n° 1 suivant. ESSAI n° 1 35 On ajuste à environ pH 3,2 par l'acide chlorhydrique un bouillon de fermentation d'acide glutamique obtenu à partir de l'acide acétique comme source de carbone (brevet des E.U.A. n° 3 117 915), pour cristalliser l'acide glutamique. On sépare les cristaux d'acide glutamique et on concentre 70 02525 2 2029671 la liqueur mère. A trois portions de 1 litre du concentrât, on ajoute chaque fois 300 ml d'acide chlorhydrique concentré et on les maintient à 115°C pendant 6 h pour l'hydrolyse. On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide résultants, on ajoute diverses quantités (indiquées dans le tableau I 5 ci-après) de terre de diatomées comme adjuvant de filtration et on effectue la filtk&tim sous une dépression constante (450 mmHg) pour séparer les humines formées. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau I. TABLEAU I 10 20 305 15 On ne peut pas non plus améliorer de façon remarquable l'aptitude à la filtration en modifiant les conditions de traitement par l'acide.chlorhydrique, c'est-à-dire en augmentant les durées d'hydrolyse ou les quantités d'acide, chlorhydrique concentré, comme il ressort des essais n° 2 et 3. 20 ESSAI n° 2 A trois portions de 1 litre du concentrât utilisé dans l'essai n° 1, on ajoute chaque fois diverses quantités (indiquées dans le tableau II) d'acide chlorhydrique concentré et on les maintient à 115°C pendant 6 h en vue de 25 l'hydrolyse. On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide résultants et on effectue la filtration sous vue dépression constante (450 mmHg) pour séparer les humines formées. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau II ci-après. 30 TABLEAU II Acide chlorhydrique ajouté (ml) 300 350 400 Temps nécessaire à la filtration (s) 310 290 285 35 Adjuvant de filtration utilisé (g) 0 10 Temps nécessaire à la filtration (s) 310 290 70 02525 3 2029671 ESSAI n° 3 A trois portions de 1 litre du même concentrât que celui utilisé à l'essai n° 1, on ajoute chaque fois 300 ml d'acide chlorhydrique concentré, et on maintient à 115°C pendant diverses périodes (indiquées dans le ta-5 bleau III) en vue de l'hydrolyse. On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide résultants et on effectue la filtration sous une dépression constante (450 mmHg) pour séparer les humines formées. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau suivant. 10 T ABLEAÏÏ III Temps nécessaire à l'hydrolyse (h) 6 9 15 Temps nécessaire à la filtration (s) 310 370 350 15 La demanderesse a découvert selon l'invention que l'on peut remarquablement améliorer l'aptitude à la filtration d'un mélange de traitement à l'acide lorsque l'on obtient ce mélange par hydrolyse de cellules bacté-20 riennes par l'acide chlorhydrique en présence d'un agent oxydant. On notera que le procédé de l'invention permet d'améliorer remarquablement l'aptitude à la filtration d'un mélange de traitement à l'acide par des moyens extrêmement simples, c'est-à-dire p»r une simple addition d'un agent oxydant lorsque l'on effectue l'hydrolyse. 25 Dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention, les conditions de traitement à l'acide chlorhydrique proprement dites sont connues, à 1'exception de l'utilisation d'un agent oxydant, par exemple d'après les brevets des E.U.A. n" 3 029 280 et 3 029 281 et les Publications de brevets Japonais n° 4 311/1962 et 16 732/1963. 30 On peut utiliser divers agents oxydants organiques et minéraux tels qu'eau oxygétiée, peroxyde de benzoyle, bichromate de potassium, permanganate de potassium et hypochlorite de sodium. Parmi ces agents oxydants, l'eau oxygénée est préférée car elle n'affecte pratiquement pas les étapes ultérieures. Les quantités d'agents oxydants dépendent des quantités de cellules bacté-35 riennes, des durées d'hydrolyse et des autres variables du traitement par l'acide chlorhydrique, mais l'homme de l'art peut facilement déterminer les quantités les plus appropriées par quelques essais préliminaires classiques. En général, des quantités relativement faibles d'agents oxydants sont suf 70 02525 4 2029671 fisantes et on obtient même un effet remarquable par exemple avec 20 ml ou moins de solution aqueuse à 30 °U d'eau oxygénée par litre de suspension de cellules bactériennes contenant 10 % en poids de cellules bactériennes (voir exemple 3 ci-après). 5 Bien entendu, on peut appliquer le traitement des cellules bac tériennes selon l'invention.non seulement aux cellules bactériennes qui ont été séparées d'un bouillon de fermentation mais également à celles qui sont en suspension dans un bouillon de fermentation dont on a séparé les produits de fermentation désirés, c'est-à-dire les aminoacides, ou qui contiennent 10 encore ces produits. En conséquence, l'invention vise également le traitement des cellules bactériennes lorsqu'on l'applique aux cellules bactériennes en suspension dans un bouillon de fermentation,tel quel ou après un traitement partiel. A ce sujet, lorsque l'on applique le traitement selon l'invention à des cellules bactériennes en suspension dans un bouillon de fermentation, 15 on obtient les effets recherchés de la manière la plus remarquable avec un bouillon de fermentation que l'on obtient en utilisant l'acide acétique ou les acétates ou des hydrocarbures comme source de carbone. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. 20 EXEMPLE 1 On met en suspension dans l'eau des cellules bactériennes séparées avec une centrifugeuse continue à partir d'un bouillon de fermentation d'acide glutamique obtenu à partir de kérosène de pétrole comme source de carbone 25 (brevet des E.U.A. n° 3 222 258), et on traite à nouveau à la centrifugeuse pour les laver jusqu'à élimination des substances qui les accompagnent. On met eu suspension les cellules bactériennes dans l'eau pour préparer une suspension de cellules contenant environ 10 "L en poids de solides. A deux portions de 1 litre de la suspension, on ajoute chaque fois 30 des quantités différentes (comme indiquées dans le tableau IV) de solution aqueuse à 30 % d'eau oxygénée et 300 ml d'acide chlorhydrique concentré et on maintient à 115°C pendant 6 h pour l'hydrolyse. On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide et on filtre sous une dépression constante . ( 600 mmHg). Les résultats obtenus 35 sont indiqués dans le tableau IV ci-dessous. 70 02525 5 TABLEAU IV 2029671 Solution d'eau oxygénée (ml) Temps nécessaire à la filtration (s) 0 (témoin) 540 17 21o EXEMPLE 2 On met en suspension dans l'eau des cellules bactériennes séparées 10 au moyen d'une centrifugeuse continue d'un bouillon de fermentation de lysine obtenu à partir de glucose comme source de carbone (brevet français n° 1 533 688) et on traite à nouveau par centrifugation pour les laver jusqu'à élimination des substances qui les accompagnent. On met en suspension dans l'eau les cellules lavées pour préparer une suspension de cellule contenant environ 10 % 15 en poids de solides. A deux portions de 1 litre de la suspension on ajoute chaque fois des quantités diverses (comme indiquées au tableau V ci-après) de solution aqueuse à 30 % d'eau oxygénée et 300 ml d'acide chlorhydrique concentré et on les maintient à 115°C pendant 6 h pour l'hydrolyse. On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide et on les filtre sous une dépression bonstàât&ji Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau V ci-dessous. 20 25 TABLEAU V .30 Solution d'eau oxygénée ajoutée (ml) Temps nécessaire à la filtration (s) (témoin) 550 17 218 EXEMPLE 3 On ajuste un bouillon de fermentation d'acide glutamique obtenu à 35 partir d'acide acétique comme source de carbone (brevet des E.U.A. n° 3 117 915) à environ pH 3,2 par l'acide chlorhydrique pour cristalliser l'acide glutamique. On sépare les cristaux d'acide glutamique et on concentre la liqueur mère. 70 02525 6 2029671 A quatre portions de 1 litre de concentrât on ajoute chaque fois des quantités différentes (comme indiquées dans le tableau VI ci-après) de solution aqueuse à 30 % d'eau oxygénée et 300 ml d'acide chlorhydrique concentré et on les maintient à 115°C pendant 6 h pour l'hydrolyse. 5 On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide résultants et on effectue la filtration sous une dépression constante (450 mmHg) pour séparer les humines formées. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau VI ci- -dessous. 10 TABLEAU VI Solution d'eau oxygénée ajoutée (ml) (ténfiin) 4 17 170 15 Temps nécessaire à la filtration (s) 310 230 150 80 EXEMPLE 4 On concentre un bouillon de fermentation d'acide glutamique obtenu à partir d'acide acétique comme source de carbone. 20 A deux portions de 1 litre du concentrât on ajoute chaque fois des quantités différentes (comme indiquées au tableau VII ci-après) de peroxyde de benzoyle et 300 ml d'acide chlorhydrique concentré et on les maintient à 115°C pendant 6 h pour l'hydrolyse. On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide et on les 25 soumet à la filtration sous une dépression constante (600 mmHg) pour séparer les humines formées. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau VII ci-dessous. TABLEAU VII 30 Peroxyde de benzoyle ajouté (g) 0 (témoin) 30 Temps nécessaire à la filtration (s) 240 159 35 70 02525 7 2029671 EXEMPLE 5 On neutralise par l'acide chlorhydrique un bouillon de fermentation d'acide glutamique obtenu à partir d'acide acétique comme source de carbone pour cristalliser l'acide glutamique. On sépare les cristaux d'acide glutami-5 que et on concentre la liqueur mère. A quatre portions de 1 litre du concentrât on ajoute chaque fois divers agents oxydants (comme indiqués dans le tableau VIII ci-après) et 300 ml d'acide chlorhydrique concentré et on les maintient à 115°C pendant 6 h pour l'hydrolyse. 10 On refroidit à 60°C les mélanges de traitement à l'acide et on les soumet à une filtration sous une dépression constante (450 ninHg) pour séparer les humines formées. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau VIII ci-dessous. 15 TABLEAU VIII Agents oxydants ajoutés Temps nécessaire à la filtration (s) Néant (témoin) 260 Bichromate de potassium (30 g) 132 Permanganate de potassium (30 g) 156 Solution aqueuse à 10 % d'hypochlorite de sodium (20 ml) 180 70 02525 8 2029671 REVENDICATION Procédé de traitement de cellules bactériennes caractérisé en ce 5 qu'on hydrolyse lesdites cellules bactériennes par l'acide chlorhydrique en présence d'un agent oxydant.