Способ получения l-лактата калия

4 С 12 Р 7/56, С (С 12 И 1/20, С 1 ОСУДАРСПО ДЕЛАМ ОПИСАН И БРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4214214/225.03.8723.12.88. о О.А. их ис 133 135.Заявка кл. С 12 (54) СПОС ЛИЯ (57) Изо бам лолу понии Р 60-6196,7/56, 1978,ОБ ПОЛУЧК А КА небл. сит ся к спос й ислы из ретение от ения молоч ННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Квасников К,И., НестеренкМолочнокислые бактерии и путипользования. Наука, 1975, с. 8 яблочной кислоты биотрансформацней сиспользованием иммобилизованныхмолочнокислых бактерий Ьас 1 оЬас 11 цзсазе 1, Цель изобретения - повышениевыхода и степени чистоты продукта.Биотрансформацию осуществляют в оптимальных условиях. Субстратом является монокалиевая соль яблочной кислоты (рН 4,0-4,5), биотрансформаторомклетки штаммов Е, сазе В(С 1)или Ф 1144, иммобилизованные включением в каррагенановый гель с помощьюлактата натрия. Указанные штаммыперед иммобилиэацией выращивают напитательной среде, содержащей 4-5 Едрожжевого ферментолизата и 0,3-0,5 Жяблочной кислоты, и биомассу отмывают лактатом натрия от компонентбвпитательной среды. Конверсия яблочной кислоты в молочную составляет1003, получаемый Ь-лактат калияимеет примесей. 3 з.п. ф-лы, 5 таИзобретение относится к микробиологическим способам производства с-окси карбононых кислот и касается биотрансформации яблочной кислоты в молочную.Молочная кислота высокой степени 30 чистоты применяется в производствекатализаторов синтеза этиленоксида,Полимеры на основе Ь-молочной кислоты и ее производных используютсядля получения лекарственных препаратов, Хранить молочную кислоту целесообразно в виде ее соли - лактатакалия, 15Цель изобретения - повышение выхода и степени чистоты продукта,Способ получения Ь-лактата калияосуществляют следующим образом.Штамм молочнокислых бактерий 20ЬасйоЪась 11 ов саве, ЬасСоЪасд 11 цв)пецге 1, ЬасйоЪас 11 пв асЫорп 11 цзи другие культивируют на питательнойсреде, содержащей в качестве источника углерода, азота и витаминов 4- 255% дрожжевого ферментолизата и 0,30,57 Ь-яблочный кислоты, в течение19 ч при 37 С и рН 6,0-6, 5Применение дрожжевого ферментолиэата способствует повышению выходабиомассы, а наличие в питательнойсреде Ь-яблочной кислоты повышаетудельную активность бактериальныхклеток в реакции яблочно-молочнокислого брожения. Сочетание указанныхкомпонентов обеспечивает получениевысокоактивного биокатализатора ипозволяет исключить операцию дополнительного наращивания биомассы бактерий после их иммобилизации. 40В табл. 1 приведены штаммы бактерий.Из приведенных в табл. 1 штаммовбактерий оптимальными свойствами(выход биомассы и удельная активность) обладают штаммы ЬасйоЪас 11 пвсазед В(С ) и У 1144. Штаммыхранятся в коллекции микроорганизмов ВНИИгенетики и селекции промышленных микроорганизмов.50Полученную биомассу отделяют отпитательной среды центрифугированием,клети полностью отмывают от компонентов питательной среды и иммобилизуют включением в каррагенановый гельДля этого к суспензии клеток в растворе лактата натрия добавляют 57 ный раствор каррагенана и проводятформирование геля с помощью охлажденного О, 1-0,2;1 раствора лактатакалия.Проведение тщательного отделения:иомассы от компонентов питательнойсреды и использование в процессе иммобилизации бактерий лактата натрия вместо обычно применяемого хлорида натрия позволяют получить иммобилизованный биотрансформатор с минимальным количеством примесей и не содержащий хлорид-ионов. Присутствие этих ионов, даже в виде следов, препятствует применению полученной с использованием данного биотрансформатора молочной кислоты для изготовления серебряных катализаторов синтеза этиленоксида.Для проведения биотрансформации яблочную кислоту титруют гидроксидом калия до получения монокалиевой соли яблочной кислоты (рН 4,0-4,5).При использовании в качестве субстрата свободной яблочной кислоты (рН 2,0-2,5) резко уменьшается период полужизни иммобилизованных клеток бактерий (не превышает 1 сут). При использовании двузамещенной соли яблочной кислот (рН 7,0)молочной кислоты не превышает 70- 757 от субстрата, При использовании монозамещенной соли период полужизни клеток 18 сут, конверсия яблдчной кислоты в молочнУю 1007.Для проведения биотрансформации яблочной кислоты в молочную каррагенановый гель с иммобилизованными клетками бактерий обрабатывают раст 1 вором однозамещенного яблочнокислого калия при 20-40 С. Получают Ь - лактат калия, свободный от примесей, который без дополнительной очистки может быть с помощью ионообменнбй хроматографии переведен в свободную молочную кислоту. Идентификация и контроль чистоты целевого продукта проведены методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. П р и м е р 1. Штамм ЬасоЪас 1- 1 цз сазех В(С ) культивируют на питательной среде, содержащей, 7: дрожжевой ферментолизат 5;, Ь-яблочная кислота 0,5; глюкоза 1; ацетат натрия 0,3; сульфат магния 0,02;сульфат марганца 0,005; дпстеин 0,05; Тееп 80 1. рН доводят до 6,0- 6,5 гидроксидом калия. Едсткп осаждают центрифугиронанпем н учение,3 1,30 1 саяе 1 . саяе 2,5 0,50 Ь. саяе з14461620 мин и дважды промывают 0,1 М раствором лактата натрия.К 1,5 мл суспенэии клеток с концентрацией 1 г/мл в О, 1 М растворелактата натрия добавляют 5,5 мл 5%о,ного раствора каррагенана при 40 С,смешивают, добавляют 70 мл охлажденного 0,1 М раствора лактата калияи выдерживают в течение 16 ч. Сфор- имированный гель измельчают, заполняют им колонку и в течение суток отмывают тем же раствором. Затемчерез колонку пропускают 0,1 М раствор однозамещенного яблочнокислого 15калия (рН 4,5) со скоростью 4 мл/ч.Температура 20 С. Конверсия 100%.Ь-лактат калия не имеет примесей.Влияние содержания дрожжевогоферментолизата и Ь-яблочной кислотыв питательной среде на выход биомас-.сы приведено в табл, 2; зависимостьпродуктивности иммобилизованныхклеток штамма 2, саяе 1 Вотсодержания Е-яблочной кислоты в 25среде - в табл, 3Зависимость продуктивности и срока полужизни иммобилизованныхклеток штамма 2. саяе В.оттемпературы биотрансформации показана в табл. 4.П р и м е р 2, штамм 2. саяедУ 1144 культивируют аналогично примеру 1, Условия иммобилизации клеток итрансформации яблочной кислоты в мо35лочную аналогичны примеру 1 за исключением того, что колонку с иммо"билизованными клетками термостатируют .при 37 С. Конверсия составляет100%. Продуктивность 18 мг/мл геля.ч, 40.Зависимость продолжительности формирования геля от концентрации раствора лактата кзлйя, с помощью которого осуцествляют иммобилизацию клеток, приведена в табл. 5,Формула и э о б р е т е н и я 1. Способ получения 1-лактатакалия, включающий биотрансформациюяблочной кислоты в молочную в оптимальных условиях молочнокислымибактериями, выращенными на питательной среде, содержащей органическийисточник углерода, азота и витаминов, и,иммобилизованными включениемв каррагенановый гель с помощьюраствора соли, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениявыхода степени чистоты продукта,яблочную кислоту перед биотрансформацией переводят в монокалиевую соль,в качестве источника углерода, азотаи витаминов питательная среда длявыращивания молочнокислых бактерийсодержит дрожжевой ферментолизат ияблочную кислоту в количестве 45и 0,30,5% соответственно, аиммобилизацию бактерий осуществляютс помощью лактата калия после отделения от них компонентов питательной среды,2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю".щ и й с я тем, что используют штамммолочнокислых бактерий 1.асСоЬасд 11 аясавела ВКМ В.3, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют штамммолочнокислых бактерий 1,ас 1 оЬасП 1 иясаяе ВКМ В,4, Способ по пп, 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что биотрансвформацию ведут прн 20-45 С.Концентрация, МФ Продуктивщ ность мг/мл геля ч 0,01 36 2,6 6 9 0 0,05 24 0,25 0,1 0,5 1,0 7,2 7,2 0,5 ВНИИПО Заказ 6706/30 Тираж 520 Подписное Произв.-полигр, пр-"тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4