Способ получения глюкозы

Союз Советских Социалистических Республик.,(зС 13 К 1/02С 12 0 13/02 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 03, 10. 80(51)СПОСОБ ПОЛУЧ ЛЮКОЗИ сится к пищевойименно к способу О тнгается темиспользуют Изобретение отнопромышленности, аполучения глюк 9 эы.Для получения глюкозы используют Ферментативное расщепление одного из наиболее распространенных природных полисахаридов - целлюлозы, в том числе целлюлозы различных целлюлозусодержащих отходов лесной, деревообрабатывающей промышленности, сельского хозяйства, а также макулатуры.Известен способ получения глюкозы из целлюлозусодержащего сырья, предусматривающий смешивание сырья с ферментом и водой и Ферментативный гидролиз сырья с последующим отбором полученного гидролизата 11. Известен также способ получения глюкозы из целлюлозусодержащего сы О рья, заключающийся в двухстадийном гидролизе сырья (2).Этот способ предусматривает получение на первой стадии смеси глюкозы и олигосахаридов с помощью нативного 25 фермента, а на второй стадии получения глюкозы - путем гидролиза полученных олигосахаридов целлюлаэой, иммобилизованной на нерастворимом .носителе. Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является способ полученияглюкозы путем гидролиза целлюлозыферментным препаратом целлюлаэой,ковалентно связанной с носителем(31.По известному способу гидролиэпроходит в 0,001 М. Фосфатном буферес рН 7,5 при 20 оС в соотношениисубстрат: Ферментный препарат =1:0,3.Глюкозу выделяют через 24 ч. Однаковыход глюкозы и срок действия ферментного препарата не указаны.При таком способе требуется сравнительно большое, по отношению к субстрату, количество ферментного пре-,парата(субстрат: Ферментный препа-,рат = 1:0,3).Кроме того, сравнительно короток срок действия ферментногопрепарата, так как молекулярная масса ЕМА(20000-30000) не обеспечиваетвысокой стабильности ферментногопрепарата,Целью изобретения является экономия фермента при одновременном обе-.спечении высокого выхода растворимыхсахаров и увеличение срока службыФерментного препарата.Поставленная цель досУчто в качестве носителясополимер винилпирролидона-акролеина, при этом Ферментный препаратвводят в процессе гидролиза в соотношении целлюлоза : ферментный препарат:0,01-0,02.В предлагаемом способе используют водорастворимый препарат целлюлоза/сополимер винилпирролидона-акролеина. Растворимый биокаталиэатор,исключает диффузные затруднения и со.эдает оптимальные условия для гидролиза целлюлозы с высоким выходомглюкозы при низком количестве Ферментного препарата. Условия гидролиза(рН=4,8-5,0; =45-50 С)обеспечивают адсорбцию ферментного препаратана целлюлозе. Это сокращает потериФерментного препарата при злюировании глюкозы из колонны. Молекулярнаямасса сополимера винилпирролидонаакролеина ("50000)способствует ста -бильности Ферментного препарата и,следовательно, продолжительному сроку его действия, поскольку в данномслучае полимер проявляет свойстватвердой матрицы,Используемый Ферментный препаратсохраняет свою активность и гидролизует целлюлозу в продолжительности22-23 дней.Таким образом, сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: адсорбция препарата целлюлоза/сополимер винилпирролидона-акролеина на целлюлозе при весовом соотношении целлюлоза: Ферментный препарат = 1:0,01-0,02 в среде 0,05 М.ацетатного буфера (рН = 4,8-5,0) прио45-50 С;последующий гидролиэ целлюлозы адсорбированным препаратом втех же условиях Глюкозу удаляютэлюированием иэ колонны 0,05 М. ацетатным буфером. Периодическим добавлением целлюлозы и алюированием колонны буфером с добавкой Ферментного препарата 0,1 кг/мл, в системесохраняют первоначальные весовые соотношения субстрата и Ферментногопрепарата, Продолжительность гидролиза ферментным препаратом 22-23 дняс выходом глюкозы 0,5-0,6 г на 1 гФерментного препарата в час.П р и м е р 1. Термостатированнуюколонну заполняют нарезанной фильтровальной бумагой (бг), Приготовляютраствор препарата целлюлоза/сополимер винилпирролидона-акролеина с концентрацией 1 мг препарата на 1 мл в0,05 М. ацетатном буфере(рН=4,8),Заливают колонну 60 мл приготовленного раствора(целлюлоза:Ферментный препарат = 1:0,01),Адсорбцию Ферментного препарата и последующий гидролизпроизводят при 50 С. Через 24 ч проводят злюирование глюкозы 0,05 М.ацетатным буфером. Периодическим добавлением целлюлозы и промыванием колон.ны буфером с добавлением Ферментного препарата 0,1 мг/мл в системе сохраняется первоначальное. весовое соотношение субстрата и Ферментногопрепарата. Гидролиэ продолжается 2223 дня с первоначальным выходом глюкозы. Срок службы гидролиэующего5агента 22-23 дня.Выход глюкозы 0,5 г на 1 г Ферментного препарата в час.Определение глюкозы. К 1 мл аналиэируемого раствора добавляют 1 мл1 О 0,05 М. ацетатного буфера(рН=4,8)и 2 мл реагента 3,5=динитросалициловой кислоты(ДНС). Параллельно ставятконтроль (1 мл буфера и 2 мл 3,5-ДНС),Кипятят 15 мин, охдаждают и колориметрируют(7 фильтров).По калибровочной кривой определяют содержаниеглюкозы.П р и м е р 2. Колонну заполняют5 г бумаги. Приготавливают растворферментного препарата(1 кг препарата/мл) в 0,05 М.ацетатном буфере(рН=5,0).Заливают бумагу 100 мл приготовленного раствора(целлюлоза:Ферментный препарат = 1:0,02),Адсорбция ферментного препарата и по 25 следующий гидролиз при 45 С. Выделение глюкозы аналогично примеру 1,Выход глюкозы 0,6 г на 1 г ферментного препарата в час.П р и м е р 3. Колонну заполняют30 15 г бумаги и заливают 225 мл раствором ферментного препарата(1 мгпрепарата/мл) в 0,05 М,ацетатном буФере(рН=4,9),Соотношение целлюлоза;Ферментный препарат=1:0,015. Адсорб 35 ция и последующий гидролиз при 48 С.Дальнейшее проведение дроцесса аналогично примеру 1.Продолжительность действия ферментного препарата с первоначальнойактивностью 23 дня.Выход глюкозы 0,59 г на 1 г ферментного препарата в час.Преимущества предлагаемого способа заключаются в зкономии Ферментного препарата по сравнению с извест 45 ным в 15-30 раэ и обеспечении высо.кого выхода глюкозы,Так как предлагаемый спОсоб позволяет сохранить первоначальную активность Ферментного препарата проЯ должительное время при переработкецеллюлоэусодержащих отходов, например макулатуры, ожидается экономический эффект в народном хозяйстве вразмере 50-70000 рублей.:55Формула изобретения Способ получения глюкозы путем гидролиэа целлюлозы Ферментным препаратом целлюлазой, ковалентно связанной с носителем, о т л и ч а ющ и й с я тем,что, с целью повышения выхода глюкозы и снижения расхода Ферментного препарата, в качестве носителя используют сополимер767208 Составитель М. ЛаринаРедактор Е. Дайч Техред Н.Ковалева Корректор М. Демчик Заказ 7137/24 Тираж 39 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП"Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,винилпирролидона-акролеина, при этомферментный препарат вводят в процессе гидролиза в соотношении целлюлоза:ферментный препарат 1;0,01-0,02,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СшА 9 3764475,кл. 195-33, опублик. 1973. 2. Авторское свидетельство СССР 9 562573, кл. С 13 К 1/02, 1975. 3. Патент Великобритании Р 284925, кл. ВТХ, опублик,1972 5 (прототип).