Способ очистки продуктов гидролиза целлюлозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) 3aseneHo 3010.80 (21) 3003834/23-05 (S1) M. Nll

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Реса ублнк с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 13 К 1/04

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений н открытий (531УДК 661. 728.

° 8(088.8) Опубликовано 230882. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 230882

«ут рду: .т (72) Автор изобретения

В.И.Максимов

Всесоюзный научно-исследовательс институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для получения продуктов гидролиза целлюлозы, служащих в качестве субстратов при определении активности ферментных препаратов целлюлозного действия, а также в качестве полупродуктов в производстве олигосахаридов и для других целей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки продуктов гидролиза целлюлозы, согласно которому сахарный раствор, голученный после кислотного гидролиза, обрабатывают растворителем, не смешивающимся с водой, при атмосферном давлении и температуре 18-30РС. При такой обработке кислота экстрагируется в слой растворителя (н-бутиловый, третамиловый спирты или их смесь), количество растворителя берут в соотношении к гидролизату 1г1-1:10. Для регенерации растворителя осуществляют.повторную экстракцию кислоты as

yего бензолом с последующей ректификацией 111 .

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса as-за введения стадии вторичной экстракции, осуществляемой при регенераций растворителя, а также невозможность получения веществ с низкой восстанавливающей способностью, необходимой для использования продуктов реакции при анализах целлюлозы.

Целью изобретения является получение водорастворимых субстратов с низкой восстанавливающей способностью, для определения целлюлозной активности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки продуктов гидролиза.целлюлозы обработкой их растворов растворителем при 18ЗОРС и атмосферном давлении, в качестве растворителя используют этиловый спирт, обработку проводят при соотношении раствора продуктов гид2О ролиза и этилового спирта 1:3-1:10, а полученный продукт промывают 3075%-ным водным раствором этилового спирта.

Применение этилового спирта для удаления кислоты в предлагаемом способе вместо н-бутилового и трет-амилового в известном способе имеет существенные отличия. По известному способу н«бутиловый и трет-амиловый спирты, не смешиваясь с водой, образуют с гидролизатом систему, 952960 состоящую из двух отдельных жидких фаз. Экстракция кислоты растворителем осуществляется по принципу ее перехода из одной жидкой фазы в другую. Этиловый спирт смешивается хорошо как с водой, так и с кислотой. Для экстракции кислоты из гидролизата, в котором ее концентрация высока (80%), по предлагаемому способу достаточно смешать гидролизат с растворителем и получить продукт 1О реакции (углеводы) в осадке, а основное количество кислоты (более

80%) в супернатанте. Часть кислоты остается с раствором, смачивающим осадок. Она может быть нейтрализована любым известным способом. Промывка водно-спиртовым раствором имеет сушественное значение как для отделения соли, так и для фракционирования продуктов гидролиза целлюлозы и удаления наиболее низкомолекулярных продуктов, обладающих повышенными значениями восстанавливающей способности, Поскольку получаемый препарат будет использован в качестве субстрата в аналитических измерениях активности целлюлозных ферментов, а эти измерения проводят чаще всего по приросту восстанавливающих групп, то основной качественной характеристикой получаемого продукта служит его восстанавливающая способность. Чем ниже величина восстанавливающей способности, тем качественнее продукт.

Восстанавливающая способность тем 35 ниже, чем выше величина молекулярной массы вещества. В свою очередь, слишком большая молекулярная масса продуктов гидролизата целлюлозы делает их нераствориь ьпии. Поэтому качество 4р продукта должно удовлетворять двум требованиям: сохранение растворимости в воде и низкий уровень восстанавливающей способности. Получаемый по предлагаемому способу продукт 41 удовлетворяет названным требованиям.

Пример 1. 15 r марли смешивают с 55 мл 80%-ной Н504 через

4,5 мин к вязкой смеси добавляют

200 мл этилового спирта соотношение объемов раствора и спирта 1:3,6 осадок отфильтровывают, смешивают с 150 мл спирта, отфильтровывают.

Смешивают снова с.150 мл спирта и добавляют 10 мл 25%-ного раствора аммиака до рН 4, отфильтровывают.

После высушивания получают 23 г вещества,"которое содержит 41% углеводов (по антрону), 40% сульфата аммония (несслеризация). .10 r этого продукта промывают

130 мл 30%-ного этилового спирта, отцентрифуговывают, обработку 30%ным спиртом проводят еще два раза. Получают 2 r вещества, которое содержит 64% сульфата аммония и ха-., 65 рактеризуется восстанавливающей способностью величиной в 4% (по

Шомоди-Нельсону) в расчете на вес препарата или 6,2% в расчете н а у гле воды.

Пример 2. 20 r ваты смешивают с 100 мл 80%-ной Н S04 при тем. пературе 37 С. Через 5 мин смесь стала жидкой, оставляют стоять еще на 20 мин. К смеси добавляют

300 мл этилового спирта соотношение объемов раствора и спирта 1:3, супернатант отделяют центрифугированием, осадок смешивают с 150 мл спирта, оставляют стоять на ночь, отфильтровывают, осадок смешивают с 100 мл 75%-ного спирта, смесь нейтрализуют рас=вором аммиака до рН 6 осадок отфильтровывают и высушивают при 50-60 С. Вес 7,2 г.

Содержание углеводов 60%, сульфата аммония 22%, восстанавливающих групп на 5% (в расчете на навеску) и 8,3% (в расчете на углеводы).

Пример 3. 45 г ваты смешивают с 100 мл 80%-ной Н S04 при 20 С через 45 мин добавляют 1000 мл этилового спирта, соотношение объемов раствора и спирта 1:10, осадок отфильтровывают, смешивают с 250 мл спирта, добавляют раствор аммиака до нейтрального рН, осадок отфильтровывают, смешивают с 750 мл 30%-но. го спирта, оставляют на ночь, осадок отделяют декантацией и центрифугированием и еще два раза обрабатывают 30%-ным спиртом по 450 мл.

Получают 17,8 г вещества, содержащего углеводов 68%, сульфата аммония 11,5%.

Пример 4. 25 r ваты смешивают с 120 мл 80%-ной Н S04 при 30 С.

Через 30 мин к смеси прибавляют

400 мл спирта, соотношением объемов раствора и спирта 1:3,3, выпавший осадок промывают дополнительно 300 м спирта и растворяют в 500 мл воды.

Порциями добавляют СаСО до тех пор пока не прекращается выделение углекислого газа. После центрифугирования получают .360 мл раствора, к которому добавляют 1000 мл спирта (общая концентрация спирта в растворе составила около 60%). После высушивания получено 7,9 r вещества, содержащего 60% углеводов с восстанавливающей способностью около 12% в расчете на углеводы.

Получаемый по предлагаемому способу продукт кислотного гидролизh. испытан на пригодность для использования в качестве субстрата при определении активности целлюлозы с применением методики измерения восстанавливающих групп. По сравнению с нерастворимым субстратом - бумагой, испЬльзуемой в методике Иен952960

Формула изобретения

Составитель Т.Мартинская

Техред М.Тепер Корректор Н.Король

Редактор Г.Волкова

Заказ 6216/43 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 делс и Вебера, предлагаемый субстрат позволяет повысить чувствительность измерения. в 20-30 раэ.

Способ очистки продуктов гидролиза целлюлозы обработкой их растворов растворителем при 18-30 С и атмосферном давлении, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения водорастворимых субстратов с низкой восстанавливающей способностью для определения целлю лозной активности, в качестве растворителя используют этиловый спирт, обработку проводят при соотношении раствора продуктов гидролиза и этилового спирта 1:3-1:10, а полученный продукт проьывают 30-75%-ным,. водным раствором этилового спирта.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 735633, кл. С 13 К 1/04, 1979 (прототип).