AT101009B - Verfahren zur Herstellung von Gärungszitronensäure. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Gärungszitronensäure. 



   Es ist bekannt, dass bestimmte Arten der Gattungen Zitromyzes, Mukor, Aspergillus und Peni-   ? i ! Iium   unter geeigneten Bedingungen reichlich Zitronensäure produzieren. Jedoch birgt die geringe Aktivität der Pilze und die lange Gärdauer grosse Infektionsgefahr in sich. Aus diesem Grunde scheint sich die   einschlägige   Technik neuerdings der Ansicht zuzuneigen, dass für die Erzeugung von Gärungszitronensäure im industriellen Massstabe feste (gallertige) Nährböden erforderlich sind, durch deren Verwendung die Infektion lokalisiert bleibt und auch die Säurebildung beschleunigt werden soll.

   Ist es doch seit langem bekannt,   AspergiIlus-und Mukorarten   auf festen Nährböden mit möglichst grosser Oberfläche auszusäen, indem das Myzel auf solchen Nährböden nicht nur sehr schnell, sondern auch gleichmässig und in umfangreichem Masse wächst. Agar-Agar und ähnliche Substrate verteuern jedoch die Fabrikation von Gärungszitronensäure bis zur Unwirtschaftlichkeit. Man hat auch versucht, der Infektionsgefahr dadurch beizukommen, dass man künstliche anorganische Nährsalzkombinationen mit Kohlehydratzusatz als Nährlösungen verwendete.

   Auf diesen   Nährböden   ist die Infektion durch Hefe und Bakterien bedeutend geringer, als bei den sonst in der Gärungsindustrie gebräuchlichen natiirlichen, unmittelbar von Pflanzen stammenden   Kohlehydrathaitigen   Nährsubstanzen ; die industrielle Durchführung scheitert aber auch hier an den Kosten. 



   Es wurde nun gefunden, dass man nicht darauf beschränkt ist, bestimmte, morphologisch genau gekennzeichnete Arten der zu diesem Zwecke verwendeten Fadenpilze der Gattungen Zitromyzes, Mukor,   Aspergilltis   und Peni, illium als Säurebildner zu benutzen, dass es vielmehr gelingt, zur Zitronensäuregärung besonders geeignete Stämme aller dieser Gattungen durch geeignete Auswahl heranzuzüchten, mit deren Hilfe es sogar möglich wird, ohne weiteres Melasse als Nährlösung zu verwenden. So ist z. B. von mehreren Seiten beobachtet worden, dass Aspergillus niger in der Regel Oxalsäure erzeugt und diese Tatsache kann an sich bestätigt werden.

   Dagegen wurde gefunden, dass die verschiedenen   Stämme   dieser Art auch Zitronensäure und bei geeigneter Temperaturführung und entsprechenden Nährsubstraten nur diese erzeugen, ohne dass eine morphologische Charakterisierung dieser Stämme möglich wäre. Es kommt nur darauf an, die tauglichsten Stämme nach den bekannten Methoden der technischen Analyse, beispielsweise mit Hilfe der Einzelkultur, unter experimenteller Vergleichung des Vermögens zur Zitronensäurebildung bei verhältnismässig niederer Temperatur aus der Vielheit anderer auszulesen.

   In der gleichen Weise kommt man durch Auswahl geeigneter Stämme von Zitromyzes, Mukor und Penizillium zu Kulturen, mit welchen bei Einhaltung der geeigneten Bedingungen auch auf flüssigen Nährböden, insbesondere auf Melasse, Gärungszitronensäure mit guten Ausbeuten produziert werden kann, wogegen die bisher als Zitronensäurepilze verwendeten Arten in Melasselösungen von solchen Konzentrationen, wie sie zur Erzielung brauchbarer Ausbeuten erforderlich sind, unregelmässig wachsen und die krankhaft Pilzdecke   untersinkt.   



   Es kann in dieser Weise   aus Melasse Gärungszitronensäure   mit guter Ausbeute sogar erzeugt werden, ohne dass besonderes Gewicht auf eine ganz sterile Arbeitsweise gelegt werden muss, wenn dafür gesorgt wird, dass die Gärung bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen vor sich geht. Die in diesem Sinne günstigste Temperatur beträgt z. B. für Aspergillus gegen   20 .   Wenn die Temperatur während der ganzen Gärung mit Hilfe von Aspergillusarten nicht mehr erheblich über   200 steigt,   so erhält man nicht nur die höchsten Ausbeuten, sondern es wird hiedurch auch der Infektionsgefahr auf das wirksamste begegnet. Der bei so niederen Temperaturen wachsende Pilz behält ferner seine Fähigkeit, reichlich Zitronensäure zu bilden, auch in den Nachzuchten bei.

   Wird aber der Pilz bei höheren Temperaturen 

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   gezüchtet,   so wächst er zwar sehr gut und erzeugt auch viel Zitronensäure ; diese wird aber mit steigender Temperatur in immer grösserem Ausmasse zu Oxalsäure weiter oxydiert. Ausserdem verlieren die Sporen, die von Pilzen stammen, welche eine oder mehrere Generationen hindurch bei höheren Temperaturen gezüchtet wurden, allmählich die Fähigkeit, bei der Aussaat auf geeigneten Nährböden Zitronensäure in hinreichender Menge zu bilden.   Schliesslich     wächst   bei Ansteigen der Temperatur auch die Infektiongefahr sehr erheblich. Sorgt man hingegen für strenge Sterilität, so kann auch bei höheren Temperaturen gearbeitet werden und dadurch die Gärung in viel   kürzere ?   Zeit erledigt werden.

   Da die Melasse alle für die   Zitronensäuregärung   erforderlichen Stoffe von Haus aus enthält und verhältnismässig billig ist, wird hiedurch diese Art der   Zitronensäuregewinnung   zu einem für den Grossbetrieb geeigneten Verfahren. 



  Selbstverständlich kann es unter Umständen vorteilhaft sein, den Salzgehalt der Melasse durch Zusätze (z. B. von Phosphaten) günstiger zu gestalten, oder die Melasse durch Raffination von gewissen Bestandteilen, insbesondere Salzen (z. B. Kalisalzen) zum Teil zu befreien. 



   Im übrigen sind die Arbeitsbedingungen die bekannten. Es empfiehlt sich, den flüssigen Nährboden in flachen offenen Schalen auszubreiten, so dass dem Wachstum des Pilzes eine grosse Oberfläche dargeboten ist. Die Höhe der Schicht ist auch dadurch begrenzt, dass die Flüssigkeit gut durchsäuert werden muss, um vor Infektionen geschützt zu sein. 



   Die Zitronensäure wird aus der Nährflüssigkeit in bekannter Weise gewonnen. Die entstehende Zitronensäure kann während der Gärung durch Alkalien oder Erdalkalien in der   Nährlösung   neutralisiert werden, ohne dass dies aber unbedingt Erfordernis wäre. Neben anderen Erdalkalien ist auch das Barium hieffir geeignet. Die Neutralisation der Nährlösung mit Barium als Oxyd, Hydroxyd oder Karbonat hat den Vorteil, dass das Bariumzitrat bei niederen Temperaturen unlöslicher als das Kalziumzitrat ist und daher schon in der Kälte ausfällt. Das Barium kann hernach als Sulfat wieder vollkommen entfernt werden.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Gärungszitronensäure mit Hilfe von Fadenpilzen unter Verwendung von flüssigen Nährsubstraten, dadurch gekennzeichnet, dass taugliche Stämme der Gattungen Zitromyzes, Mukor, Aspergillus und Penizillium durch experimentelle Vergleichung ihres Vermögens zur Zitronensäurebildung bei verhältnismässig niederer Temperatur nach den bekannten Methoden der mykologischen Analyse ausgewählt und diese Stämme unter Verwendung von Melasse als Nährlösung zur Zitronensäureerzeugung verwendet werden.