Способ получения молочной кислоты

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ путем сфаживавия сахар содерншшего сырья мопочнокислымн бактериями ввда L««ctobaci€eos deCbHtcV .ii с введением источников питания, нейтрализаиин образукхцейся молочной кислоты карбонатом кальция, добавления сахарсодерхшщего сырья в процессе броженин до конечной концентрацнн лактата кальция 14-16% с последующим выделением целевого продукта, о т л и - чаюшийся тем, что, с целью увеличения выхода молочной кислоты и сокращения тфодолжитепьности брожения, добавление сахарсодержащего сырья « ведут так, что концентрация сахара в 1фоцессе брожения составляет 1,54 ,5%,а рН среды поддерживают в тфеделах 5,О-5,3.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, SU„„1039964

3QB 12 Р 7 56. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 3375 845/28-13 (22) 29,12,81 (46) 07,09.83. Бюл. № 33 (72) И. g. Никулина, P. Н. Голубчика, Н, П, Кремнева, Н, Я. Новотельнова, Л. К. Свинцова и О. А. Юдина (71) Ленинградский межотраслевой научно-исследовательский институт пиmesoN промышленности (53) 66 1..733.2(088.8) (56) 1, Патент ПНР № 52958, кл, 6 Ь 16/02, опублик. 1967.

2. Lloyd L, Kempe, Rosert А. Jul"

les, Roland Е. Чеай. Acid Production

by Homofermentative Lactobacil1i at

Controlled pH asa Tool for Studying

the Unit Process of Fermentation-"Applied Microbiology", l956, ч. 4, р 175-178.

3. Технологическая инструкция по производству пищевых кислот. M., 3.968..(54)(57) СПОСОБ .ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧ»

НОЙ КИСДУГЫ путем сбраживания сахарсодержащего сырья мопочнокислыми бактериями вида .асйоЬзс1Ииь деЮЪИ1сЫ1 с введением источников питания, нейтрализации обр азукщейся молочной кислоты карбонатом кальция, добавления сахарсодержащего сырья в процессе брожения до конечной концентрации лактата кальция 14-16% с последукицим выделением целевого продукта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода молочной кислоты и сокращения продолжительности брожения, добавление сахарсодержацего сырья ведут так, что концентрация сахара в З процессе брожения составляет 1 5

4,5%,а рН среды поддерживают в пре делах 5,0-5,3 ° С.

1 1039

Изобретение относится к микробиологической промышленности, точнее к способам производства молочной кислоты.

Наиболее распространенным сырьем для получения молочной кислоты биохимическим способом явпяются свекловичная меласса, рафинадная патока, сахарсырец, кристаллические сахара (глюкоза, сахароза), гцпролизованный крахмал.

Известен способ получения молочной 10 кислоты в два втапа, согласно которому вначале сбраживают молочную сыворотку бактериями Streptococcus .Pactis при 35 С, затем добавляют сакарозу концентрацией 10%, питательны,". вещества я ведут процесс молочнокнслыми бактериями 4actobaci08us с еРЬМ1сМ1 при 50 С в течение нескольких суток до полного сбраживания сахароэы. Вы ° ход по укаэанному способу достигает

80% Е13

Недостатками способа являются сложность процесса, невысокий выход кислоты при высоком потреблении-сахара и, наконец, молочная сыворотка является 25 скоропортящимся продуктом, что создает трудности в ее использовании.

Известен способ получения молочной кжлоты сбраживанием мелассы, оптимальное рН * 6 f2).

Наиболее близким к изобретению является способ получения молочной кислоты, заключающийся в приготовлении исходного сахарсодержащего сырья для сбраживания, такого как свекловичная мепасса, рафинадная патока или сахар35 сырец с начальным содержанием сахара в приготовляемом растворе 3-4%, нагревании его до 70 «:, охлаждении до 50 С, о внесении необходимых источников питания40 солодовых ростков и культуры молочнокислых бактерий 4ас1оЬас1Иоа defer iick11, нейтрализации образующейся в процессе брожения молочной кислоты карбонатом кальции до кислотности 0,3-0,4% {рН 4,84,9), добавлении сахарсодержащего

45 сырья в процессе брожения до конечной концентрации лактата кальция 14-15% и выделении молочной кислоты f3l

Недостатками известного способа 50 являются большая длительность процесса (lO-12 сут) и низкий выход молочной кислоты. B производственных условиях он составляет 63»68%. цель изобретения - увеличение выхо- 55 да молочной кислоты путем интенсирикации молочнокислого брожения и сокраще ние продолжительности брожения.

Поставленная цепь достигаЕтся тем, . что согалсно способу получения молочной кислоты, предусматривающему сбраживание сахарсодержащего сырья молочнокислыми бактериями вида LactobaciONvs

МИЬг 1сМ1 с введением источников питания, нейтрализацию образующейся молочной кислоты карбонатом кальция, добавление сахарсодержащего сырья в процессе брожения до конечной концентрации лактата кальция 14-16% с последующим вьщелением целевого продукта, добавление сахарсодержащего сырья ведут так, что концентрация сахара в процессе брожения составляет 1,5-4,5%, а рН среды поддерживают в пределах 5 0-5,3.

Таким образом, установлено, что не только определенная начальная концентрация сахара влияет на эффективность процессаброжения, но и определенный уровень ее, рав ный 1,5 4,5%, в течение процесса брожения. Кроме того, необходимо подпер,живать рН среды, равное 5,0-5,3. Именно такие пределы рН в совокупности с определенным уровнем содержания сахара в процессе брожения максимально интенсирицируют процесс, позволяя полу чить выход кислоты на стадии брожения до 90%.

Способ осуществляется следукюпим образом.

Сахарсодержащий раствор, состоящий из смеси свекловичной мелассы, рафинадной IMToKH H сахара-сырца, с начальной концентрацией сахара 3-4.5% нагревают до кипения, охлаждают до 50 С, вносят питание для молочнокислых бактерий и сбраживают L,... de(briic kii при 48-50 С. Начапьное рН раствора должно быть 5,3. Образующуюся молочную кислоту в процессе брожения периодически (каждые 2 ч) нейтрализуют карбонатом кальция в виде суспенэии (еУ

1,13 1,16), рН поддерживают на уровне 5,0-5,3. Три-четыре раза в сутки осуществляют контроль за концентрацией сахара в растворе и в первые

3-4 сут брожении производят,добавки сахарсопержащего сырья, причем количество их,полжно быть таким, чтобы, с одной стороны, концентрация сахара в растворе поддерживалась на уровне 1,54,5%.„с другой стороны,,обеспечпвелось в конце брожения образование 14-16% лактата кальция по массе раствора, Пример 1. Брожение сдхарсодержащего раствора, состоящего из «0% свекловичной мелассы,,Ж% риф иня пи ой патоки и 70% сахара-сырца,, проводят

3 1039 в стеклянных колбах емкостью 1 л в тер мостате при 48 С.

Сахарсодержащий раствор концентрацией сахара 3,00% нагревают до кипения, охлаждают до 48 С, в качестве о питания для молочнокислых бактерий вносят 25 r солодовых. ростков и 100ми односуточной культуры молочнокислых бактерий и доводят рН раствора до 5,3.

В процессе брожения поддерживают 19 рН среды в пределах 5,0-6,3, нейтрализуя образующуюся молочную кислоту кар- . бонатом кальция.

Через 8 ч от начала брожения -определяют концентрацию сахара в растворе, ц составляющую 2,10%,через 16 ч - 1,55%.

B раствор добавляют lO г сахаралзырца, увеличив содержание сахара в раство ре до 2,50%, Затем через 6 ч проводят повторный контроль концентрации сахара в растворе„ составляющую 1,63%. Добавляют 15 r сахара-сырца. Через 4 ч концентрация сахара в растворе равняется 1,7%, добавляют 15 r сахара-сырца. Следующее: 25 определение содержании сахара проводят через 4 ч. Концентрация сахара 2,41%.

Добавляют 10 г сахара-сырца. Через 4 ч концентрация сахара в растворе уменьшается до 2,50%, добавляют 10 г сахарасырца. Через следующие 4 ч содержание сахара в растворе равно 2,60%, добавляют 10 г сахара-сырца. Через 6 ч концентрация сахара уменьшается до 1,25%, добавляют последнюю добавку сахара35 сырца в количестве 20 г и оставляют раствор на дображивание. Всего сбраживают 120 г сахара. Получают 143,9 r лактата кальция, что соответствует выходу молочной кислоты 91,2%. Длительность брожения 4 сут.

Пример 2. Брожение осуществляют аналогично примеру 1, но начальную кон-центрацию сахара задают 4,56%, Через

l6 ч осуществляют контроль концентрации сахаре. Концентрация составляет, 3,02%, добавляют 16 r сахара-сырца, Через 6 ч брожения концентрация сахара равняется 3,20% добавляют 15 r caxaра-сырца. Следующий контроль концент50 рации сахара через 4 ч, содержание са964 4 хара 3,52%, добавляют 15 г сахарасырца. Через 4 ч концентрация сахара равняется 3,71%, добавляют 15 г сахара-сырца. Через 8 ч, когда концентрация. сахара стала 3,33 %, добавляют . последнюю добавку 1 5 г сакара сырца и оставляют раствор на дображивание.

Bcего сбраживают 120 г сахара. Получено 133,6 г лактата кальции, что соответствует выходу молочной кислоты

84,6%. Йлитетьность брожения составляет 4 сут.

Пример 3. Брожение осуществляют аналогично примеру l.но начальную концентрацию задают 3,65%. Через 16 у концентрация сахара в растворе равняется 2,63%, добавляют 15 r сахара-сырца. Через 6 ч проводят повторный контроль концентрации сахара, равной 2,52%, добавляют 15 г сахара-сырпа. Следующий контроль через 4. ч показывает содержание сахара в растворе 2,38%, добавляют 15 г сахара. Через 4 ч концем. рация снижается до 2,68%, добавляют

10 г сахара-сырца. Через следующие

4 ч концентрация сахара снижается до

2,45%, добавляют 15 г сахара-сырца.

Через следующие 4 ч содержание сахара в растворе равняется 2,52%,добавпяютпоо« леднюю добавку - 15 г сахара-сырца н оставляют раствор для дображивания.

Всего сбраживают 120 г сахара.

Получено 140,8 г лактата кальция, что соответствует выходу молочной кислоты

88,9%. Длительность брожения 4 сух.

Для сравнения параллельно проводят брожение сахарсодержащего раствора начальной концентрацией сахара 7% с таким же количеством солодовых ростков и культуры молочнокислых бактерий.

В процессе брожении рН среды поддерживают на уровне 4,8-4,9 (как в производстве); сахар-сырец добавляют примерно такими же порциями в три приема с таким расчетом, чтобы концентрация сахара в растворе была на уровне 6-8%, Данные о влиянии концентрации.сахара и рН среды на эффективность мТжочнокислого брожения представлены в. табцнце.

О 3

Я) Я

Щ

О Й

О

Ф е ф

4»

» ф

О О

k0 t0

Ф

С9 о

0)

Of о

0)

И о о

О»

0) Ф О

8 О © О н и

О О„ О. о о

Ol Q (0 Ф

А О с

Ф Ф

О О О

c9 cQ 0)

О О" О

О О со CD CD (0 Ю (0

g> CD Ol чф 09 Щ

gp c0 (0

С9 ф

Щ с9 с9 (9 а

3 а

ct ср с9 о <>.

О О" о о с Ф а ч ф

U д Л cQ

7. 1.О3 9964 8

Как видно иэ таблипы, подаержание манив прсдолжжеиности брожении на в apogeece брожения конпентрепии саха-: . двое суток (до 4 сут вместо 6 в иэра на уровне 4,8-4,8% и рН в преаелах. вестном способе) и увеличению выхода

8,О 8,3 соэпает оптимальные условии молочной «ислоты в лропессе брожении в для биохимической активности молочно-: у срепнем на 22,8% (88,2 и 68,7 comseg кислых бактерий, что приводит к сакра- ственно).

Составитещ М. Ларина

Редактор P. llamas Техред ВЯалекарей Корректор А. Знмокосов

Закаэ 68l9/20. Тираж..523 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэьбретений и открытий

113038, Москва, Ж38, Рауаская наб., д» 4/8

Филиал ППП Патент,.г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4