Способ получения лимонной кислоты

 

Союз Советсиик

Социалистические республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 907072 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30.06.80 (21) 2970187/28-13 с присоединением заявки %в (23) Приоритет— (5!)М. Кл.

С 12 P 7/48

}еаудерстеенньй квинтет

СССР ло делан кзебретенкв и отерьпвй.Опубликовано 23.02.82. Бюллетень М 7 (З) У@ К-663. . 15 (088.8}

Дата опубликования описания 25 02 82

И. В. Аглиш, Е. Б. Львова, Ю. P. Мовчан, Т. А. Никифорова, И. Г. Гома, В. А. Борисович, И. М. Хрущева, Л. А. Лыкова и Е. И. Чульский (72) Авторы изобретения

Ленинградский межотраслевой научно-исследоввтельскйй " . институт . пищевой промышленности

I (71) Заявитель c ñ

FI.ìËÈr? тГу (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности, в частности к производству лимонной кислоты глубинным способом.

Известен способ получения лимонной кислоты, предусматривающий выращива5 ние гриба - продуцента Аврег ?Иов rrager на питательной среде, содержащей мелассу в качестве источника углерода и минеральные соли на первой стадии процес1О са, ферментацию на второй стадии с введением в,питательную среду раствора мелассы и последующие дополнительные доливы раствора, содержащего мелассу и питательные соли, на третьей стадии.

1$

Способ осуществляется следующим образом. Нв первой стадии происходит рост мицелия в среде, содержащей относительно низкое количество мелассы—

70 г/л (или 35 г/л свхара) и питательные соли. На второй стадии идет ферментация лимонной кислоты при величине рН 3,0 после введения в среду основного мелвссного раствора с концентрацией

2 мелассы 376 г/л (или 188 г/л сахара); в которой питательные соли не добавляются. На третьей стадии после семи суток процесса в последующие: три дня отбирают ежесуточно литр культурального раствора и заменяют его литром стерилизованного основного раствора мелассы, разбавленного до содержания 172 r мелассы нв литр, в который добавляют однозамещенный фосфорнокислый калий.

Пропесс заканчивают на 10 сут. T.1 ) Недостатком данного способа являются поздний срок проведения отъемов культураньного раствора, когда мицелий уже старый и мвловктивный, добавленные в мелассный раствор при отъемах однозвмещенного фосфорнокислого калия, твк квк введение фосфора в период ферментвции снижает активность биосинтеза лимонной кислоты, а также то, что процесс в це- лом характеризуется недостаточно высокой продуктивностью, съем лимонной киолоты не превышает 12 кг/м — сут. й

3 90

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому . впяется способ пол"," ения ли=монной кислоты, предусматривающий выращивание гриба — продуцента Аэро.гQ 1P.— оь Я6 на питательной среде, содержащей мелассу в качестве источника уг=лерода и минеральные соли, ферментацию продуцента с доливом в среду раствора мелассы с последуюшими дополнительными доливами раствора, содержащего мелассу и питательные соли с предварительным отъемом перед каждым доливом части культуральной среды из ферментера при аэрации среды.

Сущность этого способа заключается в том, что при активно протекающем процессе кислотообразования ферментацию не прекращают, а продолжают с дополнительными доливами мелассного раст вора после отъемов части культуральной массы. С этой целью по окончании третьего долива после 3,5-4 сут от начала процесса из ферментатора отнимают 56 м (расчет дан для 50 м ферментатора) культурального раствора, после чего в ферментатор вводят такое количество подливного мелассного раствора с концентрацией сахара 25-28%. При сохранении высокой кислотообразующей активности гриба делают несколько дофивов в сочетании с предварительными отъемами.

B зависимости от количества отъемов процесс ферментации длится 7-1.0 сут.

При ведении процесса известны; сносе бом значительно повышается активность кислотообразования, в результате съем лимонной кислоты в кг с 1 м /сут уве==

3 личивается на 8% по сравнению с периодическим глубинным способом (2 ) .

Однако при длительном ведении процесса значительно увеличивается объем нарастаемой биомассы, культуральная жидкость становится более вязкой в результате значительного накопления полисахаридов, что в значительной степени затрудняет переработку последней в химическом цехе, увеличивая технологические потери.

Uem изобретения — увеличение выхода целевого продукта и улучшении его качества.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения лимонной кислоты, предусматривающему выра щивание гриба — продуцента Aspevqi РЬ1ь

И1 6 на питательной среде, содержащей мелассу в качестве источника углерода и минеральные соли, <Ьевментацию про7072 4 дуцента с доливом в среду раствора мелассы с последующими дополнительными допивами раствора, содержащего мелассу и питательные соли с предварительным отъемом перед каждым доливом части культуральной среды из ферментера при аэрации среды, предусмотрено проведение дополнительных доливов раствора, содержащего мепассу и минеральные соли че)О рез четверо суток от начала процесса выращивания, при этом из питательных солей используют азотосодержашие соли в количестве 70-100 мг азота на литр среды, а аэрацию среды в процессе дополнительных доливов проводят до насы щения ее кислородом 3,6-5,4 мг/л до установления соотношения азот:углерод: . кислород в среде 17,5-18,5:3250-3360:

:1.

20 Пример l. Процесс ведут в ме- . талло-стеклянных ферментаторах мешалочного типа емкостью 26 л каждый. Продуцентом служит плесневый гриб åð Я"1ИОЬ V)1gPt .Подготовку мелассы осу25 .шествпяют согласно " Инструкции по биологическому и химическому контролю производства пищевой лимонной кислоты

Подрашивание мицелия производят в

10 л мелассного раствора, содержащего

3g в 1 л 30 г сахара и питательных солей, r; 2,2 NHgC8 0,16 КН РО; 0,25

-MgSOg 7Н О. Среду засевают сухими ко нидиямн предваритепьно замоченными в течение 6 ч в среде того же состава.

В период подрашивания температуру культуральной среды поддерживают на уровне 36 С. Воздух для аэрации подао ют ступенчато: в течение первых 6 ч

0,1-0,2 л, затем 0,3-0,5 л, а через .! 8 ч до окончания подрашивания 1,0 л на JIHTp среды в минуту. Перемешивание ведут со скоростью 120 об/мин. Продолжительность подрашивания составляет

24 ч.

Для засева ферментируемой среды ввс, дят 10% подрошенной культуры по отношению к исходному объему, который составляет 8 л.

Ферментацию ведут в мелассном растворе, содержашем в 1 л 30 г сахара.

Раствор обогащают питательными солями, г/л: 1,7 NICE, 0,14 КН РО4, 0„005 Za 5Oy 7H О. Через 36 ч после засева в культурапьную среду в течение 2-х суток вводят концентрированный мелассный раствор, содержащий в 1 л 180 r caxaра. В результате долива концентрация сахара в культуральной среде в пересчеS

1О

25 зо

5 9070 те на 1 л исходного объема среды увеличивается на 100 r. Через 4 сут производят три дополнительных долива мелассного раствора, содержащего, как и в растворе, идущем на основной допив, 180 г сахара в 1 л. В результате дополнительных допивов содержание сахара в растворе в пересчете на 1 л исходного объема среды увеличивается erne на

128 г (по 42 г/л с клкдым догаевом).

С каждым дополнительным допивом вводят 0,42 г NH4C8 в пересчете на 1 и исходного раствора (100 мг азота на

1 л). Перед каждым дополнительным допивом производят отъем 1,2 л культуральной жидкости.

Температуру в течение первых суток пропесса поддерживают на уровне 32 С, о а затем снижают до 29 С. После перевода посевного мицелия количество подаваемого на аэрацню погруженной культуры воздуха в течение 24 ч увеличивают с 0,2-0,3 до 1 л нв литр среды в минуту н такой режим поддерживают до начала дополнительных долинов. В период проведения дополнительных доливов и в последующие сутки расход воздуха увеличивают до 2 л на 1 п среды в минуту.

Прн таком режиме аэрации насьпцение культурвпьной среды растворенным кислородом составляет 5,4 мг/л.

B течение первых суток перемешивв- ние осуществляют со скоростью 250 об/мин, а затем до начала дополнительных доли- . вов число оборотов составляет 300 в ми-З5 нуту. B период дополнительных доливов и до копна пропессв перемешивают раствор более интенсивно со скоростью

400 об/мин.

При вспениванни добавляют алеиновую кислоту. Пропесс ведут 9 сут.

В табл. 1 представлены сравнитепьвые данные, иллюстрирующие преимущестI

72 6 ва предлагаемого способа по сравнению с известным.

П р и и е р 2. Подрашиввние и ферментацию до начала дополнительных доливов осуществляют по режиму, описанному в примере 1; Условия ведения пропесса с момента начала донопнительных доливов изменены по следуимпим параметрам: количеству HQC8, конпентрации сахара, вводимого с дополнительными долинами и рикиму аэрапии и перемешиввния дня создв жя подлежащей степени насыщэ» ния среды

За счет трех дополнительных доливов содержание сахара в купьтурапьном растворе в пересчете на 1 л исходного объема среды увеличивается на 90 г (на

30 г/л с каждым допивом). Количество

ЙН4СВ, которое добавляют с каждым доливом в пересчете на 1 л исходного объема составляет 0,28 r (70 мг и на

1 л). Число оборотов мешалки в 1 мин равно 400, в количество воздуха - 1,5 л на 1 л среды в минуту для получения степени насыщения 3,8 г/л кислорода.

В табл 2 приведены сравнительные данные, иллюстрирующие преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным.

Экспериментальные данные показывают, что предлагаемый способ позволяет увеличить съем лимонной кислоты с

1 м /сут на 15%, увеличить выход ли-. монной кислоты от сахара нв 15%, повысить процентное содержание лимонной кислоты в общем составе кислот.на 8%, при этом значительно уменьшилось количество биомассы.

Кроме того, вязкость культурвльной жидкости понижалась, что значительно облегчает переработку растворов.

С3 о

Ol о о о

t»

Щ о о о о н о о

Р3

CU н Й о о

t о сО

cU сО о

С4 сО о

G

l а

1 о

1

907072

3

„o 2

o" о о 1 С. о ,-< о е и

tf о -х@

g CD о хвх

eSo х аg

Ф б

2 ооО о о,16 (",(х о

<р g К

> 6

Q) Гч

lcd о

» „" Ж

I e) I х аg о о ххах

9 907072

Формула изобретения ш

Способ лолучения лимонной кислоты, предусматривающий выращивание грибанродуцнта АЬРЕГр Иов n qeV на питательной среде, содержащей мелассу в качестве источника углерода и минеральные соли, ферментацию продуцента с доливом в среду раствора мелассы с последующими дополнительными доливами раствора, содержащего мелассу и питательные соли с предварительным отъемом перед каждым доливом части культурвльной среды из ферментера при аэрации среды, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и улучшения его качества, дополнительные доливы раствора, содержаего мелассу и минеральные соли, ггроизводят через четверо суток от начала процесса выращивания продукта, при этом из питательных солей используют азотосодержашие соли в количестве 70-100мг азота на литр среды, а аэрацию среды в процессе дополнительных доливов проводят до насыщения ее кислородом 3,65,4 мг/л до установления соотношения

fO азот:углерод:кислород в среде 17,5.1 8,5: 3250-3360: 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 2883329, 15 кл. 195-36, 1959.

2 Технологические инструкции по производству пищевой лимонной кислоты.

Л., 1970.

Составитель В. Голимбет

Редактор Г. Волкова Техред Т.Мвточка Корректор Л, Бокшвн

Заказ 519/34 Тираж 505 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