Interdependence of inoculum size and trace element supply in growth of Aspergillus oryzae

Summary

Further to earlier reports indicating that the effects of inoculum size on growth of Aspergillus oryzae in synthetic media are abolished by certain trace element compositions, it has now been shown that those effects can be made more pronounced, but can also be reversed, by varying the balance of available trace elements.

Addition of Ca to substrate A ₁ increases the “usual” effects of inoculum size whereas Cu abolishes them with a tendency for reversal.

Supplementation of substrate A ₁ with suitable amounts of ethylenediaminetetraacetic acid results in a stronger inhibition of small-inoculum cultures than large ones, thus increasing the “usual” effects of inoculum size. These effects are reversed if the sugar of substrate A ₁ is purified by Al(OH)₃ co-precipitation method, but only if the treatment is carried out at neutral or alkaline reaction. This reversal of the phenomena is due to an almost complete absence of Zn after purification and presence of Fe in substrate A ₁.

The Al(OH)₃ treatment of the sugar results in substrates so poor in Zn that addition of as little as 5 μg ZnSO₄ · 7 H₂O/l has an effect. This influence, however, results in an inhibition of the growth rate, and higher concentrations of Zn are required in order to obtain stimulation with both large and small-inoculum cultures.

The above-mentioned reversal of the phenomena was abolished in a substrate with slightly caramelized glucose.

Zusammenfassung

Diese Arbeit ist eine Erweiterung vorhergehender Berichte über den Einfluß der Größe der Impfmenge auf das Wachstum von Aspergillus oryzae, wo u. a. festgestellt wurde, daß die beobachteten Effekte durch bestimmte Spurenelement-Zusammensetzungen aufgehoben werden.

Es wurde nun festgestellt, daß Zugabe von Ca zu Substrat A ₁ die „gewohnten” Effekte erhöht, während Cu diese verringert mit einer Tendenz zur Umkehrung.

Werden geeignete Mengen Äthylendiamintetraessigsäure zu Substrat A ₁ zugegeben, so werden Kulturen, die aus kleiner Impfmenge erwachsen sind, stärker in ihrer Wachstumsgeschwindigkeit und maximaler Ausbeute an Mycel gehemmt als Kulturen von großer Impfdichte, was einer Verstärkung der „gewohnten” Effekte gleich kommt. Diese Effekte werden umgekehrt, wenn die Glucose des Substrates A ₁ durch Al(OH)₃-Fällung gereinigt wird, jedoch nur wenn diese Behandlung bei neutraler oder alkalischer Reaktion erfolgt. Diese Umkehrung ist auf nahezu vollständige Entfernung von Zn und gleichzeitige Anwesenheit von Fe in Substrat A ₁ zurückzuführen.

Schon Zugabe sehr kleiner Mengen Zn (5 μg ZnSO₄ · 7 H₂O/l) zum gereinigten Substrat übt eine Wirkung aus, welche aber in einer Hemmung der Wachstumsgeschwindigkeit besteht. Höhere Zn-Konzentrationen sind nötig, um das Wachstum der Kulturen von großen und kleinen Impfmengen zu fördern.

Die vorerwähnte Umkehrung der Phänomene wurde aufgehoben, wenn ein Substrat mit leichter Caramelisierung der Glucose angewendet wurde.