Способ производства лимонной кислоты

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ, предусматривгиощий приготовление питательной среда, содер . жащей мелассу в качестве источника углерода, источники азота,, фосфора и другие минеральные соли, актидзаIцию посевного материала - гриба AspergiE us niger, замачивание его« в среде, подращивание кислотообразующего мицелия, засев подращенного мицелия на , глубинную ферментацию с последующим выделением целевого продукта КЗ культуральной жидкости , отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода лимонной кислоты, активацию посевного материала осуществляют путем обработки парами окиси этилена в течение W 0,25-4 ч при концентрации окиси этилена 1,5-3 мл на 1 л воздуха.

..SU„„7 3 А

СО03 СОВЕТСКИХ

СО,NI HO I IH

РЕСПУБЛИК

3(6Р С 12 Р 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3345339/28-13 (22) 03.06.81 (46) 15е05е83. Бюль 9 18 (54)(57) спосоБ пРоизводствА дииои

НОЯ КИСЛОТЫ, предусматривающий приготовление питательной среды, содержащей мелассу в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и другие минеральные соли, активацию посевного материала .- гриба

Aspergifeus n1ger, эамачивание его, в среде, подращивание кислотообразующего мицелия, засев подращенного мицелия на среде, глубинную ферментацию с последующим выделением целевого продукта из культуральной жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода лимонной кислоты, активацию посевного материала осуществляют путем обработки парами окиси этилена в течение

0,25-4 ч при концентрации окиси этилена 1,5-3 мл на 1 л воздуха. (72) В.И. Ролубцова, Е.Я. Щербакова, И.Р. Рома и Г.А. Хрйчев (7l) Ленинградский межотраслевой научно-исследовательский институт пищевой промышленности, (53) 661 734 ° 1(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР.

В 668940, кл. С 12 .Р 7/48, )977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 525749, кл С 12 Р 7/48, 1974.

3 Шкловская A.Å.. и Коцын Т.Д.

Производство лимонной кислоты в cd.

И., 1965. .4. Авторское свидетельство СССР

9 554282 кл. С 12 P Э/48, 1975.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ( 1017733

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к производству лимонной кислоты путем культивирования гриба-продуцента

Aspergi00us niger методом погруженной культуры на углеродсодержащих средах. 5

Известны способы производства лимонной кислоты, включающие активацию прорастания кониднй гриба-продуцента и интенсиФикацию процесса биосинтеза лимонной кислоты, причем в качестве стимулятора роста используют щелочные или кислотные гидролиэаты высушенной. цельной культуральной жидкости, полученной при термофильнометановом брожении (1 ), производные .1Э дихлоруксусной кислоты Г2 1.

Известен также способ получения лимонной кислоты, согласно которому используют предпосевную обраббтку конидий Aspergi:Ицз niger химичес- . 20 кими веществами 13 j.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства лимонной кислоты путем приготовленья питательной среды, содер- жащей все необходимые компоненты, внесения в среду стерильного водного раетвора, содержащего комплекс микроэлементов: медь, кобальт, молибден, йод и бор в определенных концентрациях замачивания в среде посевного материала - гриба Aspergifgus п1дег, предварительного выращивания сначала посевного материала, а затем биомассы гриба-продуцента, ферментации мелассного раствора при непрерывной аэрации и выделения лимонной кислоты одним из известных способов 4 .

Недостатками известного способа являются невысокий выход лимонной 40 кислоты и высокий расход сырья — мелассы на единицу продукции.

Цель изобретения — увеличение выхода лимонной кислоты.

Поставленная цель достигается 45 тем, что согласно способу производства лимонной кислоты, предусматривающему приготовление питательной ,среды, содержащей мелассу в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и другие минеральные соли, активацию посевного материала — гриба Aspergi apus niger, замачивание его в среде,.подращивание кислотообразующего мицелия, заев подращенного мицелия на среде, глубинную ферментацию с- последующим выделением целевого продукта из культуральной жидкости, активацию посевного материала осуществляют путем обработки парами окиси этилена в течение 0,25- 60

4 ч при концентрации окиси этилена

1,5-3 мл на 1 л воздуха.

Обработка посевного материала парами окиси этилена активирует прсрастание конидий, а выросший ми- 65

0,15

1,2

0,25 целий интенсивнее синтезирует лим ..*-. ную кислоту, в результате чего увеличивается выход лимонной кислоты и снижается удельный расход сырья.

Пример 1. Процесс культивировайия AspergiOPus niger (штамм

Л-1) осуществляют в лабораторных условиях на качалке типа АВУ-50р при числе оборотов 180 мин-". Перед замачиванием посевного материала и последующим подращиванием ьяцелия конидии Aspergi00us niger Л-1 обрабатывают парами окиси этилена (3 мл на 1 л воздуха) в течение 0,25 ч.

Для этого навеску конидий в стерильном бюксе помещают в насыщенную парами окиси этилена атмосферу, созданную в стеклянном эксикаторе с притертой крышкой. Подращивание гранулированного мицелия проводят в течение суток при 32 С в колбах емкостью 750 мл при рН = 7,0, содержащих 50 мл среды следующего состава, г/л:

Меласса (47, 7Ъ сахара) 62

Карбонат натрия безводный

Гексацианоферроат калия (гидрат) 0,15

Оксалат аммония (гидрат)

Сульфат магния водный

Дигидроортофосфат калия 0,16

Сульфат цинка .(гидрат) О, 005

Суточную культуру в количестве

10 мл переводят в колбу, емкостью

750 мл, содержащую 50 мл ферментационной среды того же состава, но беэ оксалата аммония. Условия культивирования те же, что и при подращивании мицелия. Длительность ферментации 4 сут. Через сутки ферментации в ферментационную среду добавляют елассный раствор (25% сахара), обработанный гексацианоферроатом калия без добавления питательных солей, в количестве 18,4 мл в два приема с интервалом 5 ч. Выход лимонной кислоты составляет 9,35 г/л в сут. (51,2Ъ от сахара).

Пример 2. Предпосевную обработку конидий штамма Л-1 окисью этилена (2 мл на 1 л воздуха) проводят в течение 2 ч. Условия культивирования те же, что и в примере 1.

Выход лимонной кислоты 10 г/л сут. (64% от сахара).

Пример 3. Предпосевную обработку конидий штамма Л-1 окисью этилена (1,5 л на 1 л воздуха) проводят в течение 3 ч. Условия культивирования те же, что и в примере 1.

Выход лимонной кислоты 10 г/л сут. (603 ов сахара).

Пример 4. Процесс культивирования Aspergittus niijer осуществ1017733

Выход лимонной кислоты от сахара, %

Расход мелассы, кг/кг кислоты

Способ

Выход побочных кислот, кг/100 л лимонной кислоты, кг/100 л

60,33

Известный 4 g

Предлагаемый (концентрация окиси этилена 2 мл/л воздуха, экспозиция 2 ч) 3t33

10,65

1,24

75,4

2,89

11,87

1,71

Составитель М. Ларина

Техред С.Мигунова Корректор М.Шароши

Редактор Л. Веселовская

Заказ 3481/28

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ляют в производственных условиях.

Посевной материал перед замачиванием в питательной среде Обрабатывают парами окиси этилена, для чего навеску конидий в количестве 3 r, предназначенную для засева парами окиси этилена (2 мл на 1 л воздуха) атмосферу, созданную в однолитровом стеклянном эксикаторе с притертой крышкой.

Время обработки .2 ч. Для подращивания мицелия используют посевной фер- 10 ментатор с емкостью 5 м3 с перемешивающим устройством. Объем среды для подращивания мицелия .3 м 3. Длительность подращивания 24 ч. Суточную культуру затем переводят в фермен- 5 татор емкостью 50 мЗ с эрлифтным перемешиванием., содержащий 28 м мелассной среды (концентрация сахара 3%). Через сутки производили подлив мелассной среды в количестве

10-м (содержание сахара 22%) . Neлассная среда для подлива обрабатывается только гексацианферроатом !

1 Выход лимонной кислоты от сахара по предлагаемому способу 75,4%,удель-4Р ный расход мелассы на 1 кг лим ной кислоты 2,89 кк, выход лимоннои кислоты по известному способу.

60,33%,; удельный расход мелассы

3,33 кг. калия без добавления питательных солей. Выход лимонной кислоты

11,2 г/л-сут. (81% от сахара) .

Пример 5. Условия обработки посевного материала аналогичны примеру 4. Посевную культуру выращивают в двух ферментаторах объемом 5 м3. (объем мелассной среды 3%-ной по сахару 3 м3) . Суточной культурой иэ двух посевных ферментаторов засевают

54 м 3%-ной по сахару мелассной среды, налитой в ферментатор объемом

100 м3. Через сутки после посева . через каждые 3 ч, в зависимости от содержания сахара в ферментируемом растворе, производят подлив 19%-ной по сахару мелассной среды до

2 м . Длительность ферментации 9,6

3 сут. Состав мелассных сред аналогичен составу, приведенному в примере

1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Таким образом, обработка посевнОго материала штамма Л-1 окисью этилена позволяет увеличить синтез лимонной кислоты на 11% при снижении удельного расхода мелассы на 13% и увеличении выхода лимонной кислоты на 15% по сравнению с прототипом.