Способ получения лимонной кислоты

 

Изобретение относится к пищевой npohftmuieHHocTH, а именно к технологии получения пищевых органических кислот глубинной ферментацией углеводсодержащего сырья. Целью изобретения является увеличение выхода лимонной кислоты . Ферментацию проводят погруженной культурой гриба Aspergillus ni- ger - продуцента лимонной кислоты. Гриб-продуцент замачивают в сахаросодержащем растворе с концентрацией сахара 75-125 г/л. Гриб адаптируется к высоким концентрациям сахара в процессе основной ферментации. Период адаптации гриба на стадии подготовки посевного материала сокращается. Формируется мицелий, обеспечивающий высокую кислотообразующую активность при биосинтезе лимонной кислоты. При аэрации и перемешивании ведут посев. Подращивают кислотообразующий мицелий и засевают им мелассный раствор. Для ферментации используют мелассный раствор с начальной концентрацией сахара 150-200 г/л. Выход лимонной кислоты увеличивается и отпадает необходимость долива мелассного раствора. Для уменьшения количества биомассы с гшзкой кислотообразующей активностью в процессе ферментации аэрацшо осуществляют со скоростью растворения кислорода 6-9 г . Температуру в первые сутки ферментации поддерживают на уровне 38-39 С для активации роста мицелия с высокими кислотообразующими свойствами. 1 Табл. Ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSJlHH (1% (И) (51)4 С 12 Р 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВЬЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3816568/28-13 (22) 26 .11 .84 (46) 15.03.87. Бюл. В 20 (71) Ленинградский межотраслевой научно-исследовательский институт пищевой промышленности (72) Е.Б.Львова, И.В.Аглиш, Т.А.Ники форова, Т.В.Выборнова, А.А.Штень и Б.А.Шапошник (53) .66).734.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

22 335278, кл. С 12 Р 7/48, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 659609, кл. С 12 Р 7/48, )979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИ210ННОИ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологии получения пищевых органических кислот глубинной ферментацией углеводсодержащего сырья. Целью изобретения является увеличение выхода лимонной кислоты. Ферментацию проводят погруженной культурой гриба Aspergillus niger — продуцента лимонной кислоты.

Гриб-продуцент замачивают в сахаросодержащем растворе с концентрацией сахара 75-125 г/л. Гриб адаптируется к высоким концентрациям сахара в процессе основной ферментацин. Период адаптации гриба на стадии подготовки посевного материала сокращается. Формируется мицелий, обеспечивающий высокую кислотообразующую активность при биосинтезе лимонной кислоты. При аэрации и перемешивании ведут посев.

Подращнвают кислотообразующий мицелий и засевают им мелассный раствор.

Для ферментации используют мелассный раствор с начальной концентрацией сахара 150-200 г/л. Выход лимонной кислоты увеличивается и отпадает необходимость долива мелассного раствора.

Для уменьшения количества биомассы с низкой кислотообразующей активностью в процессе ферментации аэрацию осуществляют со скоростью растворения кислорода 6-9 г О /л/ч. Температуру в первые сутки ферментации поддерживают на уровне 38-39 С для активации роста мицелия с высокими кислотообразующими свойствами. I табл.

1296580

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к технологии получения пищевых органических кислот, в частности лимонной кислоты, глубинной ферментацией углевод- 5 содержащего сырья, например мелассы погруженной культурой гриба Aspergillus niger — продуцента лимонной кисло ты

Целью изобретения является увеличение выхода лимонной кислоты.

Замачивание гриба-продуцента в сахаросодержащем растворе с концентрацией сахара 75-)25 г/л обеспечивает

t5 наиболее благоприятные условия для адаптации гриба к высоким концентрациям сахара в процессе основной ферментации, кроме того, сокращается период адаптации гриба-продуцента на стадии подготовки посевного материала и формируется мицелий, обеспечивающий высокую кислотообразующую активность при ведении процесса биосин- . теза лимонной кислоты. Дальнейшее увеличение концентрации сахара (выше

125 г/л) не приводит к увеличению кислотообразующей способности мицелия, а при уменьшении концентрации сахара (ниже 75 г/л) появляется не30 обходимость в создании условий для адаптации гриба-продуцента, например многостадийное подращивание мицелия.

Проведение ферментации мелассного раствора подращенным мицелием с начальной концентрацией сахара 150—

200 г/л обеспечивает увеличение выхода лимонной кислоты за счет интенсификации процесса биосинтеза лимонной кислоты и обусловливает упрощение технологии. процесса, так как отсутствует необходимость в дополнительных трудоемких операциях долива мелассного раствора. При содержании сахара выше 200 г/л ферментация про- текает менее продуктивно иэ-за высокого содержания в мелассном растворе ингибирующих веществ, препятствующих формированию и развитию мицелия с высокими кислотообразующими свойствами.

Кроме того, для активации роста мицелия в течение первых суток ферментации температуру поддерживают на уровне 38-39 С, уменьшение темпе— ры тормозит рое мицелия личение вызывает его инактивацию. В остальной период ферментацию ведут при 32-33 С.

Аэрацию проводят с.таким расчетом, чтобы скорость растворения кислорода в зависимости от начальной концентрации сахара составляла 6-9 г 0 /л/ч.

При уменьшении скорости растворения кислорода увеличивается количество биомассы мицелия низкой кислотообраэующей активности и соответственно снижается эффективность процесса биосинтеза лимонной кислоты. Дальнейшее увеличение скорости растворения кислорода не приводит к усилению кислотообразующей активности гриба-продуцента и. экономически невыгодно.

Процесс ферментации заканчивается при снижении концентрации сахара в ферментированном растворе до 30—

40 г/л. При высокой активности процесса и удовлетворительном морфологическом состоянии мицелия биосинтез лимонной кислоты продолжают известным отъемно-доливным способом путем дополнительного введения мелассного раствора.

Пример 1. Культивирование

Asp.niger осуществляют в ферментаторах объемом 5 л на качалке с числом качаний 200 в 1 мин. Замачивание конидий продуцента производят в сахарозо-минеральной среде с концентрацией сахара 75 г/л„ Подращивание мицелия и ферментацию осуществляют в 500 мл мелассной среды. Состав среды для нодращивания мицелия следующий, г/л:

Меласса 106 (концен трация сахара 50 г/л)

К„Ре (CN)6 0,49

NgS04 7Н О О, 25

KH2Р04 0,16

ЕпБО 7H 0 005

Состав среды для ферментации г/л:

Меласса 321,4 (концентрация сахара

150 г/л)

К Fe(CN) 1,4

КН Р0 0,1

ZnS04 7Н 0 0,005 Иицелий подращивают в течение 24ч о при 36 С в условиях аэрации среды.

Дпя засева ферментациочной среды используют 107. подращенной культуры.

Ферментацию ведут в течение 5,5 сут в мелассной среде с концентрацией са— хара !50 г/л. В течение первых суток ферментации температуру поддерживают

38 С, затем снижают до 32 С и поддерживают до конца процесса. Аэрацию ведут со скоростью растворения кисло3 1296580 4 рода 6,0 г/О /л/ч. Эта скорость раст- Предлагаемый способ получения ливорения кислорода поддерживается до монной кислоты позволяет увеличить конца процесса. Данные сведены в таб- выход лимонной кислоты на 6Х, упрослицу. тить технологию за счет снижения трудоемкости процесоа путем исключения дополнительных доливов мелассных растворов, необходимых в известном способе.

Сутки процес са

МассоСкорость растворения кисло рода в ср де для фер иентацин, г 0 /л/ч

Количество лимонной кислоты

Хонцент" рация сахара в среде для замачивания,г/л

Концент рация сахара в среде для фер ментации,г/л еипера ура в ервые утки фериенации, С

Способ доля лимонной кислоты, I с фернен- кг с н в татора,кг l сут

13,2

Предла- 75 гаеиьй

)00

6 ° 0 . 5,5, 82,7 36,3

150 38

l80 38 5

13,2

6,0

83,0 39,3

7,5

12,9

82,3 38,7

9,0

6,0

125 200 39

Известный

12эi

36,3

6,0

80,1

5,0

25

Составитель Н.Афанасьева

Редактор К.Волощук Техред Л. равчук Корректор И.Эрдейи

Заказ 717/28 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул. Проектная, 4

Пример 2. Процесс ведут в ферментаторах объемом 5 л. Условия процесса аналогичны условиям примера 1. за исключением того, что конидии продуцента замачивают в сахарозо-мине- 10 ральной среде с концентрацией сахара

100 г/л, в течение первых суток ферментации температуру поддерживают

38,5 С; концентрация сахара в ферментационной мелассной среде состав- 15 ляет 180 г/л.

Аэрацию ведут.со скоростью растворения кислорода в среде 7,5 г/О /л/ч.

Данные сведены в таблицу.

Н р и м е р 3. Процесс ведут в фер-20 ментаторах объемом 5 л. Условия процесса аналогичны условиям примера 1, но конидии продуцента замачивают в сахарозо-минеральной среде с концентрацией сахара 125 г/л; в течение пер- 25 вых суток ферментации температуру о поддерживают 39 С; концентрация са,хара в ферментационной мелассной среде составляет 200 г/л. Аэрацию ведут со скоростью растворения кислорода в среде 9,0 г О /л/ч. Данные сведены в таблицу. формула изобретения

Способ получения лимонной кислоты, глубинным методом, предусматривающий замачивание гриба-продуцента в сахаросодержащем растворе, посев при аэрации н перемешивании, подращивание кислотообразующего мицелия, засев мелассного раствора;подращенным мицелием с последующей ферментацией в условиях аэрации и выделение лимонной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода лимонной кислоты, для замачивания используют,сахаросодержащий раствор с концентрацией сахара 75-125 г/л, а для ферментацин — мелассный раствор с начальной концентрацией сахара

150-200 г/л, при этом в процессе ферментации аэрацию осуществляют со скоростью растворения кислорода б—

9 г на л/ч, а температуру в первые сутки ферментации поддерживают на уровне 38-39 С.