Hans-Jürgen Rehm

Semicontinuous cultivation of immobilized Claviceps purpurea

SummaryMycelia of Claviceps purpurea CBS 164.59 were immobilized in 2%, 4%, and 8% calcium alginate. Alkaloid production by free cells declined after 60 days, while immobilized cells retained their activity for 200 days. The cumulative alkaloid production for all fermentation cycles using 8% calcium alginate immobilized mycelia was 25 times higher than that from free cells. The best yields of the ergopeptide ergometrine were reached with 4% gel immobilized mycelia, while higher gel concentrations caused a shift in the alkaloid biosynthesis towards high clavine alkaloid production.Beginning with the third cycle of reincubation the immobilized mycelia showed a marked tendency to fragmentize into vacuolated arthrosporoid-like structures and produced violet-black pigments so that the beads recalled sclerotial structures of parasitically living Claviceps.

Alkaloid production by immobilized mycelia of Claviceps purpurea

SummaryMycelia of Claviceps purpurea CBS 164.59 which produce clavine alkaloids and ergometrine were immobilized in different matrices. These mycelia exhibited a high sensitivity to extreme physical and chemical treatment, and only a moderate immobilization in calcium alginate proved to be the appropriate method to yield high alkaloid amounts. The alkaloid production is correlated to the amount of biomass. The patterns of alkaloid yields of 4% calcium alginate immobilized cells, compared to free cells, were reduced but not shifted in their maximum. With increasing calcium alginate concentrations (5%–8%) an increase of the alkaloid production even higher than that of free mycelia could be observed. Immobilization of mycelia in 8% calcium alginate resulted in a 35% increase (mg alkaloids/l medium) in overall alkaloid production. Because of reduced O2-diffusion into the beads, high calcium alginate concentrations induced a shift in the clavine alkaloid production: 8% calcium alginate immobilized cells produced agroclavine as main product whereas free cells oxidized agroclavine with molecular oxygen to produce elymoclavine and excreted this alkaloid as main product.

Studies on the inhibition of bacterial macromolecule synthesis by roquefortine, a mycotoxin from Penicillium roqueforti

SummaryThe inhibitory effect of roquefortine, a secondary metabolite of Penicillium roqueforti, on bacterial protein, RNA and DNA synthesis was studied. Similar results were obtained in colorimetric measurements and in studying the incorporation of radioactive precursors. They show that RNA synthesis was most significantly affected by roquefortine. Inhibition of protein and DNA synthesis was less pronounced and might be a result of primary inhibition of RNA synthesis.

Ein biologischer Test zur quantitativen Bestimmung von Roquefortin

SummaryA plate diffusion assay for quantitative determination of roquefortine withBacillus stearothermophilus as test organism was developed. With this assay concentrations of 25 μg/ml could still be measured. In comparison with a fluorescence method this test is less sensitive, but just as exact and much easier to apply, so that the biological assay can be considered as an additional determination.ZusammenfassungMitBacillus stearothermophilus als Testkeim wurde ein Plattendiffusionstest zur quantitativen Roquefortinbestimmung ausgearbeitet, mit dem Konzentrationen von 25 μg/ml noch erfaßt werden können. Im Vergleich zu einer Fluorescenzmeßmethode ist der Test weniger empfindlich, aber ebenso exakt und in seiner Handhabung ungleich einfacher, so daß der biologische Test als zusätzliche Meßmethode angesehen werden kann.

Grenzhemmkonzentrationen der zugelassenen Konservierungsmittel gegen Mikroorganismen

ZusammenfassungAus einer großen Anzahl von Werten, die aus der Literatur entnommen oder experimentell bestimmt warden, warden tabellenmäßig die antimikrobiellen Spektren der in der Deutschen Bundesrepublik zugelassenen Konservierungsmittel Sorbinsäure, Ameinsensäure, Benzoesäure, Äthyl- und Propylester der p-Hydroxybenzoesäure zusammengestellt. Die im Laborversuch erhaltenen Ergebnisse über die antimikrobiellen Wirkungen der genannten Konservierungsmittel werden im Vergleich zu den in den Anlagen 2 und 4 der KVO zugelassenen Konservierungsmittelkonzentrationen diskutiert.Zur Hemmung vieler bekannter lebensmittelverderbender Mikroorganismen reichen die zugelassenen Konzentrationen der Konservierungsstoffe (im Laborversuch, eine Übertragung der Ergebnisse auf die Lebensmittel steht noch aus) aus. Lactobacillen haben sich bisher als relativ resistent gezeigt, und es ist fraglich, ob es gelingen wird, mit den vorhandenen zugelassenen Konservierungsstoffen eine sichere Abtötung dieser Bakterien zu erzielen.Die Untersuchungen wurden zum großen Teil mit Unterstützung des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten durchgeführt, dem ich hierfür meinen verbindlichsten Dank sage.

Untersuchungen zur Wirkung von Konservierungsmittel-kombinationen V. Mitteilung Zur Frage der Resistenz von Mikroorganismen gegen Konservierungsmittel in Kombinationen

Zusammenfassung1.Beim Versuch einer Resistenzzucht vonEscherichia coli gegen Natriumformiat, Sorbinsäure, Benzoesäure und Natriumsulfit gelang es nach wenigen Passagen, Stämme mit einer merklich erhöhten Resistenz gegen Natriumformiat zu erhalten. Auch nach längeren Passagen in subletalen Konzentrationen wurden gegen die an deren drei Konservierungsmittel nur geringe Veründerungen der Empfindlichkeit vonE. coli beobachtet.2.Die Lebensfähigkeit der Stämme mit erhöhter Natriumformiatresistenz war nur sehr begrenzt.3.Bei gleichzeitiger Anwesenheit zweier Konservierungsmittel (bzw. eines Konservierungsmittels und eines Antibioticums) wird die Resistenzentwicklung vonE. coli gegen Na-formiat und Chlortetracyclin deutlich herabgesetzt.4.Ein gegen Konservierungsmittel teilresistent gezüchteter Stamm von E. coli kann im allgemeinen durch Kombination geringer Konzentrationen diese Konservierungsmittels mit höheren aber noch subletalen Konzentrationen eines underen Konservierungsmittels abgetötet werden. Es ist also möglich, die angezüchtete Resistenz unter bestimmten Versuchsbedingungen durch Kombinationen zu brechen.5.Die Bedeutung der Ergebnisse für die Praxis, insbesondere für die Anwendungsmöglichkeit von Antibiotica-Konservierungsstoffgemischen zur Fischbeeisung werden diskutiert. Die Untersuchungen wurden zu einem Teil mit Unterstützung des Bundesministeriums für Ernährung, Lundwirtschaft und Forsten, zu einem underen Teil mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt; beiden Stellen sei hierfür vielmals gedankt.

Untersuchung zur Wirkung von Konservierungsmittelkombinationen II. Mitteilung Die Wirkung einfacher Konservierungsmittelkombinationen auf Escherichia coli

Zusammenfassung1.Bei der Kombination von Konservierungsmitteln wurden additive, antagonistische und synergistische Wirkungen gegenE. coli unter konstanten Versuchsbedingungen beobachtet.2.Die Kombinationsergebnisse sind weitgehend konzentrationsabhängig.3.Eine Beziehung zwischen den Hemmungskurven und den absoluten Grenzhemmkonzentrationen der Einzelsubstanzen gegenE. coli und dem Verhalten bei Kombinationen wurde nicht gefunden.4.Die Konservierungsmittel wurden in die folgenden drei Gruppen bezüglich ihrer Kombinationswirkung aufE. coli eingeteilt:a)Benzoesäure, Äthylester und Propylester der p-Oxybenzoesäure mit einer Tendenz zur additiven Wirkung oder leichten antagonistischen Wirkung in Kombinationen mit anderen Konservierungsmitteln.b)Sorbinsäure, Borsäure und möglicherweise auch Natriumformiat mit einer Tendenz zur antagonistischen Wirkung in Kombination mit anderen Konservierungsmitteln.c)Natriumsulfit mit einer möglichen Tendenz zur synergistischen Wirkung in höheren Konzentrationen in Kombination mit anderen Konservierungsmitteln.5.Bei Angaben über die Wirkung von zwei Substanzen in Kombinationen scheint es unbedingt erforderlich zu sein, Isobolendiagramme aufzustellen, die für die Wirkung gegen den betr. Organismus unter konstanten Versuchsbedingungen allgemeinen Aussagewert haben können.

Untersuchungen zur Wirkung von Konservierungsmittelkombinationen: III. Mitteilung Die Wirkung einfacher Konservierungsmittelkombinationen auf Aspergillus niger und Saccharomyces cerevisiae

Zusammenfassung1.Es wurden die antimikrobiellen Spektren der 6, im Lebensmittelgesetz zugelassenen Konservierungsmittel gegen 20 Pilzstämme. 10 Hefestämme und 16 Bakterienstämme aufgestellt. Dann wurde versucht, these Spektren durch Kombinationen zu erweitern.2.Für die meisten Ergebnisse waren die Isobolendiagramme zur Auswertung geeignet. Fälle, für die neue Begriffe eingesetzt werden mußten, werden ausführlich diskutiert.3.An verschiedenen Beispielen wurde gezeigt, daß es möglich ist, Mikroorganismen, gegen die ein bestimmtes Konservierungsmittel allein nicht wirksam (oder graduell unwirksam) war, in das antimikrobielle Spektrum dieses Konservierungsmittels einzubeziehen, wenn man es mit einem anderen kombiniert. Diese Beispiele beziehen sich auf Schimmelpilze und Bakterien.4.Für die praktische Anwendung bestimmter Konservierungsmittel, besonders der Sorbinsäure, ist es von Bedeutung, zu wissen, daß z. B. sorbinsaurcunempfindliche Bakterienarten u. U. doch in das antimikrobielle Spektrum der Sorbinsäure einbezogen werden können, wenn man these mit anderern Konservierungsmitteln kombiniert. Hierdurch kann der Anwendungsbereich vieler Konservierungsmittel, bei gleichzeitiger Herabsetzung der absoluten Konzentration, wesentlich erweitert werden. Die Untersuchungen wurden zum großen Teil mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt, der wir hierfür unseren Dank sagen.Fräulein E. M.Lukas danken wir für die Überlassung einiger Testergebnisse, Herrn Dr.Poschenrieder und Herrn Dr.Beck für die Unterstützung bei der Beschaffung vieler Bakterienstämme.

Untersuchungen zur Wirkung von Konservierungsmittelkombinationen. IV. Mitteilung. Wirkung einfacher Kombinationen von Konservierungsmitteln mit einigen Antibiotiea auf Eseheriehia eoli

ZusammenfassungEs wurden die binären Kombinationswirkungen von 7 chemischen Konservierungsmitteln mit Chlortetracyclin, Tetracyclin, Chloramphenicol und Streptomycin aufEscherichia coli mit den folgenden Ergebnissen untersucht:l.Die Tetracycline und Chloramphenicol zeigten in vielen Kombinationen additive oder antagonistische Wirkungen, Synergismen wurden (besonders bei den Kombinationen mit den Tetracyclinen) nur selten beobachtet.2.Streptomycin zeigte in Kombinationen mit den Konservierungsmitteln häufiger als die drei anderen Antibiotica synergistische Auswirkungen.3.Die Hemmungskurven, sowie die absoluten Einzelkonzentrationen hatten keinen Einfluß auf die antimikrobiellen Wirkungen in Kombinationen.4.Die vier untersuchten Antibiotica haben in Kombinationen mit Konservierungsmitteln ähnliche Auswirkungen gezeigt, wie in Kombinationen mit anderen Antibiotica.5.Die Ergebnisse der Kombinationswirkungen von Antibiotica mit anderen Hemmstoffen lassen sich mit einer gewissen Vorsicht dann von einem Bacterium auf andere Bakterien übertragen, wenn die Untersuchungen in der notwendigen Breite angelegt werden und wenn nur die Grundtendenz der Wirkung betrachtet wird.6.Die Bedeutung von Antibiotica-Konservierungsmittelkombinationen wird diskutiert. Es lassen sich nach den vorliegenden Ergebnissen die absoluten Konzentrationen von Antibiotica in Kombinaten bis zu bestimmbaren Grenzen herabsetzen. Untersuchungen über die Resistenzbildung von Mikroorganismen gegen subletale Antibioticakonzentrationen, wie sie in Kombinationen angewandt werden, in Gegenwart anderer Konservierungsmittel stehen noch aus. Einige bisher noch nicht besprochene Ergebnisse aus den vorigen Mitteilungen werden abschließend diskutiert, wobei besonders auf Beziehungen zwischen chemischer Struktur und Wirkungstendenz in Kombinationen hingewiesen wird.

Erfahrungen mit der Filterpapiermethode zur Schnellprüfung von Konservierungsmitteln gegen Schimmelpilze

ZusammenfassungDas vonRaible beschriebene einfache Verfahren zur Prüfung der Wirksamkeit chemischer Konservierungsmittel gegen Schimmelpilze wird auf einige Verwendungsmöglichkeiten untersucht.1.Die Methode eignet sich gut als Schnellmethode zur Bestimmung von Konservierungsmittelgrenzhemmkonzentrationen gegen verschiedene Pilzarten, auch bei Verwendung von unterschiedlichen Nährlösungen. Unterschiede zu Ergebnissen in Flüssigkeitskulturen sind zwar vorhanden, scheinen aber besonders für orientierende Untersuchungen eine Anwendung nicht zu verhindern.2.Für Kombinationsuntersuchungen von Konservierungsmitteln ist die Methode nur dann geeignet, wenn man orientierend starke synergistische oder antagonistische Wirkungen erfassen will. Für intensive Untersuchungen ist sie wegen der großen Fehlerbreite kaum geeignet.3.Für Untersuchungen an Mischkulturen scheint die Methode im wesentlichen für spezielle Problemstellungen geeignet zu sein. Die Ergebnisse differierten in den untersuchten Fällen ganz wesentlich von denen, die in Flüssigkeitskultur erhalten worden waren.