Способ получения лимонной кислоты

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения лимонной кислоты предусматривает подготовку конидий штамма гриба-продуцента Aspergillus niger ВКПМ F-696. Для выращивания посевного мицелия готовят питательную среду на основе сахара-песка в присутствии водорастворимого комплекса фуллерена С60 с поливинилпирролидоном в количестве 0,75-1,25 мг на 1 см3 питательной среды с содержанием фуллерена С60 0,5-0,7%. Выращивают посевной мицелий. Готовят питательную среду на основе сахара-песка для ферментации, засевают питательную среду посевным мицелием с последующей ферментацией. Способ обеспечивает увеличение выхода лимонной кислоты. Выход лимонной кислоты составляет 97,1-98,4%. 1 табл.

 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к технологии получения органических кислот, в частности лимонной кислоты, ферментацией углеводсодержащего сырья погруженной культурой мицелиального гриба Aspergillus niger.

Известен способ получения лимонной кислоты из кристаллического сахара, применяемого в качестве основного сырья, в период становления производства лимонной кислоты в России [Журавский Г.И., Шкопоров А.Н., Краснощеков Д.П. и др. Получение лимонной кислоты глубинным способом брожения в производственных условиях. Пищевые кислоты: Труды ВНИИ кондит. промышленности. М., Пищепромиздат., 1958, с.4-19]. Для роста и кислотообразования гриба Aspergillus niger. штамм 82 (Д) служила среда А4, в литре которой содержалось 2,5 г нитрата аммония, 0,16 г дигидроортофосфата калия, 0,25 г сульфата магния гидрата, 140-150 г сахара. Среда подкислялась соляной кислотой до рН 3-3,2. Конверсия сахара в лимонную кислоту на такой среде достигала 52% при длительности ферментации 6,5 суток. Низкий выход от сахара следует, по-видимому, отнести за счет малой продуктивности используемого в то время продуцента штамма Aspergillus niger 82 (Д).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения лимонной кислоты, предусматривающий подготовку конидий штамма гриба-продуцента Aspergillus niger ВКПМ F-696, приготовление питательной среды на основе сахара-песка для выращивания посевного мицелия, выращивание посевного мицелия, приготовление питательной среды на основе сахара-песка для ферментации, засев питательной среды посевным мицелием с последующей ферментацией [Патент РФ, №2078810, С12N 1/14, опубл. 10.05.97. Бюл. №13]. Известный способ позволяет довести конверсию сахаров в лимонную кислоту до 87,6,0% и повысить продуктивность процесса по лимонной кислоте до 23,4 г/(дм3·сутки).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение выхода лимонной кислоты за счет повышения интенсивности кислотообразования гриба-продуцента.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения лимонной кислоты, предусматривающем подготовку конидий штамма гриба-продуцента Aspergillus niger ВКПМ F-696, приготовление питательной среды на основе сахара-песка для выращивания посевного мицелия, выращивание посевного мицелия, приготовление питательной среды на основе сахара-песка для ферментации, засев питательной среды посевным мицелием с последующей ферментацией, согласно изобретению в питательную среду для выращивания посевного мицелия дополнительно вводят водорастворимый комплекс фуллерена С60 с поливинилпирролидоном в количестве 0,75-1,25 мг на 1 см3 питательной среды с содержанием фуллерена С60 0,5-0,7%. Введение водорастворимого комплекса С60/ПВП и подбор оптимальных его значений обеспечивает увеличение активности цитратсинтазы - ключевого биокатализатора синтеза лимонной кислоты - в среднем на 28,6% к 3 суткам процесса и тем самым повышает интенсивность кислотообразования и конверсию углеводов в лимонную кислоту на 10,8-12,3%. Водорастворимый комплекс фуллерена С60 с поливинилпирролидоном представляет собой твердое вещество коричневого цвета, растворимое в воде и этаноле. В качестве характеристики комплекса используют данные ультрафиолетовых спектров. При содержании в комплексе фуллерена С60 0,5-0,7% УФ-спектр комплекса имеет два четко выраженных максимума на длине волны 260 нм и 332 нм и два минимума 242 нм и 310 нм. Для получения комплекса использовали низкомолекулярный медицинский поливинилпирролидон 12600±2700 и фуллерен С60 чистотой 99,9%. Комплекс получен по описанной ранее методике [Пиотровский Л.Б., Козелецкая К.Н., Медведева Н.А., Думпис М.А., Познякова Л.Н., Киселев О.И. Влияние комплексов фуллерена С60 с поливинилпирролидоном на репродукцию вирусов гриппа. Вопросы вирусологии, 2001, №3, с.38-42].

В качестве контроля при определении активности цитратсинтазы был принят известный способ получения лимонной кислоты (прототип).

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Культивирование Aspergillus niger осуществляют в лабораторных условиях в колбах Эрленмейера вместимостью 750 см3 на качалке АВУ-50Р с числом качаний 160-180 мин-1. В качестве продуцента используют штамм гриба Aspergillus niger ВКПМ F-696.

Подготовку конидий гриба-продуцента осуществляют путем выдерживания их в течение 6 часов в сахарозоминеральной среде следующего состава, г/дм3:

сахар-песок 50,0
нитрат аммония 2,5
дигидрофосфат калия 0,16
сульфат магния семиводный 0,25

Для приготовления питательных сред используют сахар-песок.

Для выращивания посевного мицелия готовят питательную среду следующего состава, г/дм3:

сахар-песок 50,0
нитрат аммония 2,5
дигидрофосфат калия 0,16
сульфат магния семиводный 0,25
меласса свекловичная 17,0

Дополнительно в нее вводят водорастворимый комплекс фуллерена С60 с поливинилпирролидоном с содержанием фуллерена С60 0,5% в количестве 0,75 г на 1 дм3 питательной среды.

Выращивание посевного мицелия проводят путем засева 50 см3 питательной среды гомогенной суспензией конидий Aspergillus niger. Длительность выращивания мицелия составляет 48 часов.

Для ферментации готовят питательную среду следующего состава, г/дм3:

сахар-песок 150,0
нитрат аммония 2,5
сульфат магния семиводный 0,25
дигидрофосфат калия 0,16

В колбы помещают 50 см3 ферментационной среды, засевают ее 10 см3 посевного мицелия и далее проводят ферментацию при температуре 32°С в течение 5 суток. К 3 суткам процесса активность цитратсинтазы составляет 0,35 мкмоль/см3·мин. За 5 суток ферментации с колбы получено 7,76 г лимонной кислоты, интенсивность биосинтеза лимонной кислоты составила 25,9 г/(дм3·сутки). Выход лимонной кислоты от сахара 97,1%. Данные сведены в таблицу.

Пример 2. Подготовку конидий продуцента, приготовление питательных сред для выращивания посевного мицелия, ферментации, выращивание посевного мицелия, засев питательной среды посевным мицелием, ферментацию проводят аналогично примеру 1. Отличие - в питательную среду для выращивания посевного мицелия вводят водорастворимый комплекс фуллерена С60 с поливинилпирролидоном, содержащий С60 0,6%, в количестве 1 г на 1 дм3 питательной среды. К 3 суткам процесса активность цитратсинтазы составляет 0,36 мкмоль/см3·мин. В результате по окончании ферментации получено 7,84 г лимонной кислоты, при этом интенсивность биосинтеза лимонной кислоты с 1 дм3 в сутки составила 26,2 г, конверсия сахаров в лимонную кислоту - 98,4%. Данные сведены таблицу.

Пример 3. Все операции предлагаемого способа аналогичны примеру 1. Отличие - содержание фуллерена С60 в комплексе С60/ПВП составляет 0,7% и водорасторимый комплекс вводят в питательную среду для выращивания посевного мицелия в количестве 1,25 г на 1 дм3 среды. К 3 суткам процесса активность цитратсинтазы составляет 0,33 мкмоль/см3·мин. Через 5 суток ферментации с колбы получено 7,82 г лимонной кислоты, интенсивность биосинтеза лимонной кислоты составляет 26,0 г/(дм3·сутки), выход лимонной кислоты от затраченного сахара 97,7%. Данные сведены в таблицу.

Как следует из приведенных данных, применение предлагаемой технологии обеспечивает увеличение активности цитратсинтазы к третьим суткам биосинтеза в среднем на 28,6%, что приводит к повышению интенсивности кислотообразования и к увеличению выхода лимонной кислоты на 10,8-12,3% по сравнению с известным способом, что составляет 97,1-98,4%.

Способ получения лимонной кислоты, предусматривающий подготовку конидий штамма гриба-продуцента Aspergillus niger ВКПМ F-696, приготовление питательной среды на основе сахара-песка для выращивания посевного мицелия, выращивание посевного мицелия, приготовление питательной среды на основе сахара-песка для ферментации, засев питательной среды посевным мицелием с последующей ферментацией, отличающийся тем, что в питательную среду для выращивания посевного мицелия дополнительно вводят водорастворимый комплекс фуллерена С60 с поливинилпирролидоном в количестве 0,75-1,25 мг на 1 см3 питательной среды с содержанием фуллерена С60 0,5-0,7%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения из крахмалосодержащего сырья лимонной кислоты и кислотоустойчивых ферментов: -амилазы и глюкоамилазы, которые используются в хлебопечении, пивоварении, крахмалопаточной промышленности, медицине, т.е.
Изобретение относится к микробиологической промышленности. .

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения лимонной кислоты и комплекса кислотостабильных амилолитических ферментов, обладающих -амилазной и глюкоамилазной активностями.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения лимонной кислоты и кислотоустойчивых ферментов -амилазы и глюкоамилазы. .
Изобретение относится к получению органических кислот, в частности лимонной кислоты. .

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа очистки растворов лимонной кислоты и сопутствующих ее биосинтезу кислотостабильных амилолитических ферментов, обладающих декстриногенной и сахарогенной активностями.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения из крахмалосодержащего сырья лимонной кислоты и кислотоустойчивых ферментов: -амилазы и глюкоамилазы.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к отбору активных штаммов - продуцентов лимонной кислоты. .

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу выделения лимонной кислоты из растворов щелочных цитратов. .
Изобретение относится к приготовлениям смазочных композиций и может использоваться для получения универсальной смазочной композиции, используемой в области машиностроения, бурения, строительстве.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для получения углеродных нанотрубок, которые используют в качестве электродных материалов в химических источниках тока, в качестве катализаторов и для изготовления полимерных нанокомпозитов.
Изобретение относится к области получения углеродных волокнистых материалов и может быть использовано для создания наполнителей композиционных материалов, газораспределительных слоев в топливных элементах, компонентов смазочных материалов, аккумуляторов водорода, фильтрующих материалов, углеродных электродов литиевых батарей, клеевых композитов, носителей катализаторов, адсорбентов, антиоксидантов при производстве косметики, источников холодной эмиссии электронов, модифицирующих добавок в бетон специального назначения, а также для покрытий, экранирующих СВЧ и радиоизлучения.

Изобретение относится к химии, а именно к способам получения монооксида углерода. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения графитовой фольги, адсорбентов, термостойких подложек для катализаторов.
Изобретение относится к технологии термической очистки графита или изделий на его основе и может использоваться в атомной энергетике, для синтеза искусственных алмазов, в полупроводниковой технике, для нужд химической промышленности, в производстве электрохимических источников тока.
Изобретение относится к технологии углеродных теплоизоляционных материалов и может быть использовано для высокотемпературной теплоизоляции и футеровки элементов высокотемпературных печей.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в производстве водородного топлива. .

Изобретение относится к химическим катализаторам для производства углеродных нанотрубок (УНТ) методом каталитического пиролиза углеводородов. .

Изобретение относится к получению материалов, характеризующихся наноразмерной структурой, в частности пористым углеродным материалом, содержащим наночастицы металлов, и может быть использовано в производстве катализаторов, электродов, фильтров, материалов для хранения водорода, покрытий для защиты от электромагнитного излучения и любых других изделиях, характеризующихся наличием наночастиц металлов или оксидов металлов.

Изобретение относится к способам получения углеграфитовых материалов и может быть использовано при изготовлении гибкой фольги, анодных масс алюминиевых электролизеров, уплотняющих прокладок, в качестве сорбентов для очистки воды, сбора нефтепродуктов

Изобретение относится к биотехнологии

Наверх