Способ получения лимонной кислоты

Соеэ СоветскихСоциалистическихРеспублик О П И С А Н И Е в 859443ИЗОЬРЕТЕН ИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 25.12,79 присоелинением заявки 12 Р 74 ВсударвтвииЫ 1 квиитвт СССР ив двиаи извбрвтвии 11 и втирыти 1.А. Веселова, В. научно-исследовательский сти и Всесоюзный научнособо чистых биопрепаратов енинградский межнститут пищевойсследовательски траслевои ромьппленн(71) Заявит итут 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИИОННОЙ КИСЛОТЫ еИзобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу получения лимонной кислоты глубинным методом.Лимонную кислоту глубинным способом по общепринятой технологии получают сбраживанием углеводсодержащего сырья, погруженной культурой микроорганизма - продуцента лимонной кислоты, засевая питательные растворы в ферментаторах брожения предварительно подрощенным в течение суток мицелием. Процесс подращивания мицелия и ферментация ведутся на разбавленных мелассных растворах, при этом по мере усвоения сахара грибом в бродильные растворы вводят порциями, через определенные промежутки времени, более концентрированные меласные растворы. Для увеличения выхода лимонной кислоты предусмотрено наряду с известными способами введение в питательную среду различных химических соединений.) 2859384/28-13 (51)М. Кл Известен способ производства лимонной кислоты, предусматривающий ввденне в питательную среду в соответствующий момент ферментации гетероциклического ароматического соединения,представляющего собой азотсодержащеесоединение, замещенное в с 3. -положении карбоксилом 1.1,Известен способ, согласно которому для усиления биосинтеза лимоннойО кислоты на стадии подращивания мицелия вводят в качестве стимуляторовроста 2-оксо-метил-уреидо-гексагидропиридин и 2-оксо-метил-оксигексапиридин 121,Однако эти вещества не произво"дятся нашей промышленностью, поэтомув наших условиях такие способы не применимы.Наиболее близким к предлагаемому26является способ получения лимоннойкислоты глубинным методом, предусматривающий засев спор гриба Азрег 911- 1 цз 01 дег в питательную среду в ус85944 ловиях аэрации и перемешивании, подращивание кислотообразующего мицелия, приготовление мелассного раствора, добавление в него стимулятора биосинтеза лимонной кислоты засев мелассноУ5 го раствора подращенным мицелием с последующим сбраживанием и выделением лимонной кислоты, Известный способ 20 П р и м е р 1, Выращивание кислообразующего мицелия и синтез лимонной кислоты осуществляют в лабораторных условиях на качалке типа АВУр с числом качаний 160 в минуту в колбах емкостью 700 см при температуре 32 С,5 Для замачивания конидий, подращивания мицелия и процесса ферментации используют мелассные среды с 3% саха" ра. Для дополнительного питания мицелия приготавливают 25%-ный по сахару50 мелассный раствор.Способ подготовки мелассных сред.Для приготовления 1 л 3%-ного ло сахару мелассного раствора берут 62 г мелассы, добавляют 62 мл воды, нагретой до 80 С. Затем в полученную смесь добавляют 1,5 мл 10%-.ного ра.створа кальцинированной соды, доводя рН готового раствора до 6,8; меласпредусматривает использование в качестве стимулятора биосинтеза лимонной кислоты стерильного водного раствора, содержащий комплекс микроэлементов 33Недостатком способа является накопление побочных кислот в резульУ15тате чего расходуется дополнительноосновное сырье - меласса и снижаетсяСЪЕМ 11 ИМОНЕ 10 Й КИСЛОТЫель изобретения - увеличение выхода лимонной кислоты,Поставленная цель достигается тем,что в способе получения лимонной кислоты глубиннъ 1 м методом предусматри 1вающем засев спор гриба Азрегс 11 цзпЧег в питательную среду в услови 25ях аэрации и персмешивании, подращивание кислотообразующего мицелия,приготовление мелассного раствора,добавление в него стимулятора биосинтеза лимонной кислоты, засев приготовленного мелассного раствора подроще 11 ным мицелием с последующимсбраживанием и выделением целевогопродукта в качестве стимуляторабиосинтеза лимонной кислоты на стадии подращивания мицелия в питательный раствор вводят поли-(1,2,4-триоксифенилена) в количестве 5-15 мг/лмелассного раствора,сный раствор нагревают до 80 и вносят 1,5 мл 10%-ного раствора желтойкровяной соли. После этого растворкипятят 3 мин. Приготовленный мелассный раствор охлаждают до 55-60 ивносят в него стерильные растворыпитательных солей, г/л: цинка сернокислого 0,005; калия фосфорнокислого однозамещенного 0,16; магниясернокислого 0,25,Мелассный раствор 25%-ный по сахару для дополнительного питания гриба в процессе ферментации приготавливают тем же способом, изменяя лишьнавеску мелассы и соответственно нанее пересчитывают дозу ферроцианидакалия. В этот мелассный раствор кальцинированную соду и питательные солине добавляют.В приготовленный, таким образом,мелассный раствор, взятый в количестве 50 мл, вносят стимулятор-препаратполи-(1,2,4-триоксифенилена) в видераствора, приготовленного на средеЧапека в количестве, мг/л: 5,10 и 15.Мелассный раствор засевают густой1суспензией конидий штамма Л-Г в коли-честве 10 мл. Подращивание при 32 Сдлится 24 ч, после чего 10 мл подрощенного мицелия переводят в колбу,содержащую 50 мл свежей 3%-ной мелассной среды, приготовленной для сбраживания. Через 24 ч ферментации вбродильную среду дважды с интерваломв 5 ч вводят 25%-ный раствор мелассыпо 9,2 мл, Длительность ферментации5 сут,Параллельно проводят контрольные ферментации, при этом соблюдают все вышеописанные условия за исключением использования препарата поли-(1,2,4- триоксифенилена) на стадии подращивания мицелия гриба, т,е, без добавления этого раствора в мелассный раствор.В табл,1 представлены результаты испытания активности штамма Л- в глубинных условиях на качалке с использованием на стадии подращивания посевного мицелия стимулятора поли- (1,2,4-триоксифенилена) и по принятой технологии в табл.2 - то же, в дозе 10 мг/л мелассной среды,Проведено параллельно 4 опытных ферментации с применением стимулятора поли-(1,2,-триоксифенилена) и три контрольных ферментации. Каждый вариант опыта проводят в трех повторностях.5 10 15 20 25 30 35 40 45 Как вклко из результатон лабораторных опытов, приведенных н табл,и 2, при ведении процесса с применением раствора поли-(1,2,4-триоксифекилена) возрастает съем лимоннойкислоты в зависимости от дозы на1,0-12,2% и выход лимонной кислотыот сахара увеличивается на 0,6-7%(табл,1). Оптимальной дозой препарата поли-(1,2,4-триоксифекилена)является доза 10 мг/л среды. Приэтой дозе съем лимонной кислоты возрастает в среднем на 14,97, содержание лимонной кислоты в сумме синтезированных кислот увеличиваетсяна 2,77 и на 87 повышается выходлимонной кислоты от сахара (табл,2)П р и м е р 2. Выращивание кислотообразующего мицелия и синтез лимонной кислоты осуществляют в производственных условиях, в цехе глубинной ферментации завода лимонной кислоты с использованием посевного материала штамма Азрегд 111 дз п 1 с 1 ег Л-Г,На замачинание конидий, подрашивание посевкого материала, ферментациюи ка долины используют мелассные растворы, приготовленные из одной и тойже мелассы с отработанным для неережимом приготовления сред.Параллельно проводят опытный иконтрольный циклы, В контрольном циклесоблюдают те же условия, что и в опытном, ко на стадии подращивакия используют мелассный раствор без раствораполи-(1,2,4-триоксифекилена)На замачивакие конидий, подращивание посевного материала и ферментацию используют 37-ный по сахару мелассныйраствор, а на долины - 257-ный меласскый раствор. Подращивакие осуществляют в посевных ферментаторах емкостью5 м в 3 м мелассного раствора, со 3 Ъдержащего 37 сахара,В посевной ферментатор непосредственно перед засевом, подращенным мицелием, одновременно с внесением питательных солей вводят 3 л среды Чапека, содержащей 30 г стимулятора -раствора поли-(1,2,4-триоксифенилена).Подращинание ведут 24 ч.Для брожения в 50 м ферментаторах приготавливают 30 м мелассного раствора, содержащего 37 сахара. Соблюдают принятый в производстве режим эрлифтного перемешивания и аэрации. Через 24 ч ферментации начинают дробные долины концентрированного 25%-ного (по сахару) меласского раствора. Мелассный раствор вводят по 0,5 м" через каждые 1,5 ч 1 с долинами внесено 3518 и 3858 кг сахара мелассы. На 4-е сут из опытного и контрольного ферментатора сделаны отъемы по 450 л сброженкого раствора и взамен введен 257-ный по сахару мелассный раствор, Длительность брожения в опытном цикле составляет 6,4 сут,в контрольном -сут.Результаты испытания активности штамма Л-Г в глубинных условиях в производственном цикле с использованием на стадии подращивания посевного мицелия стимулятора поли-(1,2,4- -триоксифенилена) и по принятой технологии представлены в табл.З.Как видно по результатам производственного испытания 1 представлен.ного в табл.З, при ведении процесса предлагаемым способом с использованием на стадии подращиванкя мелассного раствора, содержащего поли-(1,2,4- -триоксифенилен), за цикл получено на 127 больше лимонной кислоты, чем при ведении процесса по известной технологии. Съем лимонной кислоты с 1 м в сутки возрос на 21,97, а выход лимонной кислоты от сахара увеличился на 4,67., расход основного сырья - мелассы снизился на 4,2%.Таким образом, за счет использования предлагаемого способа повышается выход лимонной кислоты, снижается удельньп расход сырья - мелассы, уменьшается образование побочных кислот, что ведет к экономии сырья и снижению потерь при химической переработке сброженных растворов. Кроме того, затраты на внедрение и возможкость осуществления способа без какихлибо переделок аппаратурного оформления производственного процесса незна;чительны, снижается себестоимость лимонной кислоты,859443 1в оИМ ц о СЬ, О О О о о х х аф жоое цхцр л л е л л л о л м ио о о о о о ОО СЬ СЧ м с о о о о О Со л ь - о л л л М О р л13Формула изобретения 85 Составитель М, ЛаринаРедактор К. Лембак Техред Л. Пекарь Корректор М, Коста Заказ 7472/43 Тираж 528 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Филиал ППП дПатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения лимонной кислоты глубинным методом, предусматривающий засев спор гриба Азрегд 111 оз п 1 пег в питательную среду в условиях аэрации и перемешивании, подращивание кислотообразующего мицелия, приготовление мелассного раствора, добавле" ние в него стимулятора биосинтеза лимонной кислоты, засев приготовленного мелассного раствора подрощенным мицелием с последующим сбразиванием и выделением целевого продукта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с пелью увеличения выхода лимонной кис 9441 14лотыстимулятор биосинтеза лимонной кислоты вводят на стадии подращивания мицелия в виде раствора поли- -(1,2,4-триоксифенилена в количестве 5-15 мг/л мелассного раствора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Великобритании У 14284391 ц кл. С 2 С, опублнк. 1976.2, Патент ФРГ У 1642603,кл, 6 а 20/01.3. Авторское свидетельство СССРУ 554282, кл. С 12 0 1/04, 197515 (прототип)