Способ получения 2-кето-д-глюконата кальция

О П И С А Н И Е 1603669ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республикосударстаенныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 3) Приорите(088. 8) та опубликования описания 8, б), 78,В. Агапова, Л. А К. Кожобекова, И П. Тарнопопьская Ю. В. Коптерева В, Поморцева Гончарова, А. Рубцов, и Л. Х. Гоф 2) Авторы изобретени 71) Заявите ий ордена Трудового Красного Знамени технологпищевой промыщпенности и Всесоюзный научноватепьский витаминный институт Моск ескии инстит иссп ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-1(ЕТО-,Д.-ГЛЮКОНАТ КАЛЬЦИЯ Изобретение относитст к микробиологической промышленности, а имчно к способу получения 2-кето-Д-глюконата кальция окислением гидролизата кукурузного крахмала бактериями рода Ряецдогпопая, используемого в витаминной промышленности в качестве эффективного антиоксиданта, а также в хлебопекарной, консервной промышленности.Известен способ получения 2-кето-Д-глюконата кальция, при котором при микробиологическом окислении Д-глюкозы культурой Ьегга 6 а гпагсеясепя (х(1(К 1.В 48 б на среде, содержащей 10 - 12% Дглюкозы; 3% мела;0,19% сульфата аммония и незначительные количества неорганических солей м(а, Мо+, К , гез, Мп , при усиленной аэрации и перемешивании ферментационной среды при 30 был получен через 16 час 2-кето-Д-глюконат кальция с выходом 48% 11.Известно, что более эффективно для окисления Д-глюкозы в 2-кето-Д-глюконат кальция использование бактерий рода Ряецдогпопая. Известен способ при котором при осуществлении процесса ферментации Д-глюкозы при температуре 25 С в аэробных условиях культурой Ряецдогпопая Пцогеясепя на питательной среде, содержащей 20% Д-глюкозы, 1,5% кукурузного экстракта, при подаче газообразного амм 11 ана В к лътх ралън ю жидкость, поддерживая рН среды 5,2 - 5,8 получают через 54 ча пр 11 пермшиванни аммонийн ю соль "-кето-Д- -гл)оконов 1)й кислоты с 94%-ным г)рев(.ав 1 еннем Д-глюкозы (по удельному вращению). Куль.туральн )о жидкость пропускают через колонку с понятом Амберлит К - 120 н после упаривания получают концентрированный раотвор 2-кето-Д-глюконовой кислоты (уд. )ц .1,3 г)см) 2.и Однако окисление Д-глюкозы прн совмстной подач в питательную среду в процессе ферментации газообразного аммиака (рН ср- ды при этом необходимо поддерживать не выше 5,8) и воздуха весьма усложняет технологический процесс и создает определенную опас бность для производства.Известен также способ получения 2-кето-Д-ггпоконата кальция, согласно которому проводят культивирование бактерий рода Ряепдотопая по питательной среде, содержащей источник хт.)ерода, азота и необходимые минеральные соли в условиях аэрации с последующим выделением продукта 3.Среда, содержащая октадециловый спирт,кукурузный экстракт,мочевину, является много- компонентной (7 веществ), в ее состав входят дефицитные и дорогостоящие препараты, чтооказывается на себестоимости технического 2-кето-Д-глюконата кальция, поскольку выходпродукта при окислении на этой среде относительно невысок и составляет 72/о.Целью изобретения является рдзрдботкаспособа получения 2-кето-Д-глюконата каль 5ция из доступного сырья, с достаточно высоким выходом, при одновременном сокращениидлительности процесса ферментации и удешевлении целевого продукта.Это достигается тем, что в качестве источника углерода используют осахаренный кукурузный крахмал в количестве 8 - О/, в нсресчете на Д-глюкозу, а в качестве источникаазота - ацетат аммония в количестве О,О 0,12%, при этом процесс культивирования ведут при рН 6,0 - -6,5.15Сущность изобретения состоит в том, чтов качестве исходного продукта для получения2-кето-Д-глюконата кальция микробиологическим окислением используют осахаренный кукурузный крахмал с содержанием Д-глюкозы40- - 45%, который м ожет быть получен ил иферментативныч, или кислотным гидролизом.Использование осахаренного кукурузного крахмала позволяет значительно снизить (в двараза) затраты на исходное сырье, тдк какисключаются технологические операции по кристаллизации и выделению пищевой Д-глюкозыиз крахмдла. Кроме того. осахаренный кукурузный крахмал содержит некоторые количества аминокислот (до 0,12%). Поэтому не требуется добавления в питательную среду таких30компонентов, кдк кукурузный экстракт н мочевина,В качестве источника азота в состав средыдобавляют дцетат аммония в количестве, непревышающем 0,12%, Введение ацетата аммония в питательную среду позволяет также стд- З 5билизировать рН среды в интервале 6,0 - 6,5,что обеспечивает оптимальные условия образования 2-кето-Д-глюконата кальция и такимобразом сокращает продолжительность процесса до 18 час.Окисление осахаренного кукурузного крахмала проводят культурой Рз. Гцогезсепз, используя питательную среду следующего состава: осахаренный кукурузный крахмал концснтоацией 8 - 10% в пересчете на Д-глюкозу;ацетат аммония 0,10 - 0,12%; однозамен(н- д 5ный фосфат калия 0,05%; сульфат магния (гидрат) 0,03/,углекислый кальций 1,30/о Г(роцессфермеитацин ведут при температуре 28 ЗО С,при аэрации и через 18 час получают в результате осаждения и фильтрации 2-кето-Д-гяюконат кальция с выходом 850/ь.50 Содержание 2-кето-Д-глюконата кальция в культурдльной жидкости и в выделенном техническом продукте, который используется для дальнейшего синтеза без очистки, определяют55 спектрофотометрическим методом, измеряя значение интенсивности поглощения света продукта реакции 2-кето-Д-глюконата кальция с о-фенилендиамином при длине волны 348 нм.Данные анализа показывают, что накопление 2-кето-Д-глюконата кальция в культураль- ь 0 ной жидкости достигает 95 - 98%, содержание его в выделенном продукте 90%./рилер /. Окисление осахаренного кукурузного крахмала проводят в ферментере емкостью 100 л, содерждгцем 40 л питательной среды следующего состава (в %): осахаренный кукурузный крахмал в пересчете на Д-глюкозу 8; ацетат аммония 0,10; однозамещенный фосфат калия 0,05; сульфат магния (гидрат) 0,03; углекислый кальций 1,3; рН среды 6,0, течпературе 28 - 30 С, при аэрации воздуха 1 л воздуха/1 л среды в 1 мин (сульфитное число 1,57) в течение 18 час.Посевным материалом служит 36-часовая куль гура Рзецдопзопаз 1 цогезспв, выращенная на среде, состоящей из Д-глюкозы (1 "/,), пептонд (0,5%) и дрожжевой воды (1% сухих веществ). Посевной материал вносят в питательную среду в количестве 10% (по объему).Культуральную жидкость по окончании процесса ферментации (объемом 40 л) центрифугируют для отделения биомассы, обрабатывают активированным углем марки Л (1% по объему) в течение 30 мин при перемешивании, затем фильтруют. Полученный фильтрат упаривают до 1/5 - 1/6 начального объема, после чего 2-кето-Д-глюконат кальция выпадает в осадок, Получают после фильтрации 2-кето-Д- -глюконат кальция с выходом 84,8% (в расчете на Д-глюкозу, содержащуюся в осахарснном кукурузном крахмале). Содержание 2- -кето-Д-глюконата кальция в полученном продукте 90%.Пример 2. Процесс ферментации проводят аналогично примеру 1, но на питательной среде следующего состава (в %): осахаренный кукурузный крахмал 10 (в пересчете на Д-глюкозу); ацетат аммония 0,12; однозамещенный фосфат калия 0,05; сульфат магния (гидрат) 0,03; углекислый кальций 1,3; рН среды 6,5.Выделение продукта осуществляют аналогично способу, описанному в примере 1, и получают 2-кето-Д-глюконат кальция с выходом 85,2% и содержанием 90%. Так как 2-кето-Д-глюконат кальция будет использован для производства изоаскорбината натрия с расходным коэффициентом около 2 кг, то экономия по сырью для этого продукта будет составлять 2 руб, 80 коп, на каждый килограмм.Формула изобретенияСпособ получения 2-кето-Д-глюконата кальция путем культивирования бактерий рода Рвецйогпопаз на питательной среде, содержащей источник углерода, азота и необходимые минеральные соли в условиях аэрации с последующим выделением продукта, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса, повышения выхода продукта и его удешевления, в качестве источника углерода, используют осахаренный кукурузный крахмал в количестве 8 - 10% в пересчете на Д-глюкозу, а в качестве источника азотаГГНИИПИ Государственного коми 1 ога Совета Л 1 нистрон СССР по делим изобретений и открытий 113035,Москва, Ж.35, Раугиская наб. л. 4/5 Филиал ПГ 1 П Патент, г. Ужгород, ул. 1 роектная, 1ацетат аммония в количестве 0,10 0,12 вуо, нри этом процесс культивирования велут при рН 6,0-6,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:11 атент США Ло 3282795. кл. 195- -47,1 атент С 1 Л Ув 3255093, кл. 195 47,атент США Хо 2277716, кл. 195 - 47,