CS200029B1 - Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid - Google Patents

Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid Download PDF

Info

Publication number
CS200029B1
CS200029B1 CS405478A CS405478A CS200029B1 CS 200029 B1 CS200029 B1 CS 200029B1 CS 405478 A CS405478 A CS 405478A CS 405478 A CS405478 A CS 405478A CS 200029 B1 CS200029 B1 CS 200029B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
citric acid
aspergillus niger
production strain
acid
fermentation
Prior art date
Application number
CS405478A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Eva Gulova
Stefan Varosek
Brigita Filipova
Original Assignee
Eva Gulova
Stefan Varosek
Brigita Filipova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eva Gulova, Stefan Varosek, Brigita Filipova filed Critical Eva Gulova
Priority to CS405478A priority Critical patent/CS200029B1/en
Publication of CS200029B1 publication Critical patent/CS200029B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Vynález sa dotýká zvíšenia aktivnosti produkčného kmena Aspergillus niger pri technickej fermentácii kyseliny citrónovej pěstováním kmena na zmenenom živnom médiu.The present invention relates to increasing the activity of an Aspergillus niger production strain in the technical fermentation of citric acid by growing the strain on an altered nutrient medium.

Kmen Aspergillus niger pěstovaný na .kultivačnej pode s doteraz používaným zložením dává nestabilně výtažky kyseliny citrónovej, velmi závislé na kvalitě sladinky. Spoluprácia bývá často sporaalená, konídie tmavosivé, drobné, konídionosiče nízké. V citrolúhoch aj ku konců kvasenia sa chromatografickou metodou zistuje značné množstvo kyseliny jablečnéj. Nárast acidity pri citrokvasení je pomalý.The Aspergillus niger strain grown on a cultivation pod with the composition used so far gives unstable citric acid extracts, very dependent on the quality of the sweetener. Cooperation is often spore-coined, dark gray conidia, small, conidia carriers low. A considerable amount of malic acid is detected by the chromatographic method both at the citrus and at the end of fermentation. The increase in acidity in citrus fermentation is slow.

Vyššie uvedené nedostatky sú eliminované zvýšením aktivnosti kmena Aspergillus niger aplikováním systému ovplyvňovania pfivodného kmeňa změnou jeho kultivacných podmienok tak, aby sa zlepšila enzymatická činnosí plesne Aspergillus niger, hlavně činnosí oxidoreduktáz a aby sa zlepšil transport živin do buniek.The above drawbacks are eliminated by increasing the activity of the Aspergillus niger strain by applying a system of influencing the feeder strain by changing its culture conditions so as to improve the enzymatic activity of the Aspergillus niger fungus, mainly the oxidoreductase activity, and to improve nutrient transport into cells.

Takto vypěstovaná nová odroda - výživový mutant - pri správnej technologii kvasenia dává vysoké a stabilně výtažky kyseliny citrónovej.This new variety - a nutritional mutant - produces the correct yield of citric acid with the right fermentation technology.

Kyselina citrónová je produkovaná kmeňom Aspergillus niger. Přítomnost vedlejších kyselin v citrolúhoch svědčí o tom, že kyselina citrónová sa ttorí ako výsledok reakcií dia tri-kyrboxylových kyselin, ale súčasne s týmito reakciemi probiehajú aj reakcie bočné, například kondenzácía zlúčenin Cg a C^, vznikajúcich štiepením molekúl glukózy. vretky tieto reakcie sú katalyzované příslušnými enzýmami. Ifaosstvo kyseliny citrónovej a rychlost jejCitric acid is produced by Aspergillus niger. The presence of the secondary acid citrolúhoch suggests that T torr is citric acid as a result of reactions of di- and tri-Carboxylic acid, but at the same time these reakciemi remodeling occurs and the side reactions, for example by condensation of the compounds Cg and C ^, resulting from cleavage of the glucose molecules. Retko in these reactions are catalyzed by enzymes relevant. Ifaosity of citric acid and its speed

200 025 hromadenia teda priamo úměrně závisi od aktivity enzymov, ktoré umožňujú tvorbu kyseliny jej cyklom, alebo bočným cyklom z vedíajších kyselin.Thus, the build-up 200,025 is directly proportional to the activity of the enzymes that allow the acid to form by its cycle or by the side-cycle from the side acids.

ž energetického híadiska sú dole žité hlavné enzými NAD+ a PAL·^, ktoré sa nachádzajú v mitochondriách buniek. Přenos elektrónov, ktorých donorom je NADH alebo kyselina jantárová tvoří niekoíko komplexov. Tri z nich obsahujú nehémove železo, štvrtý pevne viazanú med. Přenos elektrónov umožňujú pohyblivé složky.The major enzymes NAD + and PAL ·,, which are found in the mitochondria of cells, are lived below for energy. Electron transfer, the donor of which is NADH or succinic acid, forms several complexes. Three of them contain non-heme iron, the fourth firmly bound honey. Movable components allow electron transfer.

DPNH -Fd -- Fe ——* Q jantaran -> Fg —-* Fe ——» QDPNH -F d - Fe —— * Q succinate -> F g —- * Fe —— »Q

UQH2 -e> b -* ře * 0χ -► C o -» a —-* Cu * Og kde Fd» fs - dehydrogenázy NADH a kys, jantárovej UQ - ubichinón - koenzym Q a,b,c,Cj - cytochrómyUQH 2 -e> b - * solv * 0 χ -► C o - »a —- * Cu * Og where F d » f s - dehydrogenases NADH and succinic acids UQ - ubiquinone - coenzyme Q a, b, c, Cj - cytochromes

Posledným stupňom je přenos elektrónov na kyslík a výsledkom je oxidácia substrátu, Nermen tečné reakcie v Krebsovom cykle zabezpečujú NADH + H+ —e> NAD+ a jeho opatovná účast na oxidácii. Přenos uhlíka z redukovaných nikotínamidových dehydrogenáz katalyzujú flavoprote iny. Akceprorom elektrónov je železo hému, ktoré pri oxidácii mění valenciu.The last step is the transfer of electrons to oxygen and the result is the oxidation of the substrate. The inefficient reactions in the Krebs cycle ensure NADH + H + —e> NAD + and its careful participation in oxidation. Carbon transfer from reduced nicotinamide dehydrogenases catalyzes flavoproteins. The action of the electrons is iron heme, which changes valence during oxidation.

Zjednodušená schéma trikarboxylového cyklu :Simplified tricarboxylic cycle scheme:

Cultvy *Α1>>Cultvy * Α1 >>

dceivT- kÁP+H* / . .dceivT-KUP + H * /. .

*t. ®A«»loetovu* T. ¹á «» loetovu

A.tu-ufconiiovA v A <-'>A.tu-ufconiiovA in A <->

60.60th

MADHMadhu

•FAPH« •fltD* ke A, ATP<—>1• FAPH «• fltD * to A, ATP <—> 1

ΚοΑ,ΝΑ»*ΚοΑ, ΝΑ »*

k.exelj^Urove k*»?»***''*k.exelj ^ Urove k * »?» *** '' *

^^(•ΚβΑ^^ (• ΚβΑ

Oxidázy β peroxidázy majú kov /železo, meď/ v prostetickej skupině. ‘Sžu byí týmto stopovými prvkami aktivované. Pre dobrý priebeh fermentácie a rýohle nahromadenie metabolitov je věak okrem aktivního enzymatického systému potřebný i zvýšený transport látok do buniek. ^an to transport zabezpečuje cytoplazmatioká membrána. Lože byí pasivný - nevyžaduje energiu, alebo aktívny - podmienený využitím energie ATP, vzniknutého v bunke. Ide o výměnná reakciu. Pri nahromadění K+, Mg^+, HgPO^ sa uvolňuje H+ a Na+. ^ri aktívnom přenose, ale aj pri difúzii sa do buňky dostávajů ióny sodné a z buňky ióny draselné.Oxidases β peroxidases have metal / iron, copper / in the prosthetic group. They can be activated by these trace elements. However, in addition to the active enzymatic system, increased transport of substances to the cells is required for good fermentation and rapid metabolite accumulation. The transport is provided by the cytoplasmic membrane. The bed is passive - does not require energy, or active - conditioned by the use of ATP energy generated in the cell. This is an exchange reaction. Upon accumulation of K + , Mg 4+ , HgPO 4, H + and Na + are released. Sodium ions and potassium ions enter the cell during active transfer, but also during diffusion.

Nahromadenie kyseliny citronoven záleží od vhodných živných přd, na ktorých sa Aspergillus niger pestuje. Opoluračná podá musí zabezpečit rýchly rast plesne a dobrú spolupráciu. Už na jej zložení závisí, aký enzymatický systém si plesen vytvoří. Aktivita tohoto enzymatického systému závisí i od kultivačných podmienok /teplota, pH, atd./.The accumulation of citric acid depends on suitable nutrient crops on which Aspergillus niger is grown. Opaque filings must ensure rapid growth of mold and good cooperation. The composition of the enzyme depends on its composition. The activity of this enzyme system also depends on the culture conditions (temperature, pH, etc.).

Pretože energeticky doležité oxidoreduktázy PAD a ,NAD , ktoré ovplyvnujú tvorbu kyseliny citrónovej jej cyklom i vedlejšími dráhami majú v prostetickej skupině železo a meď, sú tieto oxidoreduktázý aktivované solemi železa a médi. Aktivováním enzýmov nastáva rýchlejŠí nárast acidity, vyžadujúci rýchlejší transport látok /hlavně glukózy/ do buniek, ktorý je podmienený výměnnou reakciou medzi sodnými a draselnými iónmi cytoplazmatickou membránou, Docieluje sa to znížením obsahu draselných solí a přidáním sodných solí vo formě NaCl alebo NagSO^. NaCl posobí naviac aj termostsbilne a aktivuje niektoré anzýmy tým, že komplex s pozitívnym kovom poměrně malého priemeru, vytvára novů konfiguráciu v roztoku, ktorá mSže byí výhodnéjŠia pře štruktúrne usporiadanie niektorých enzým-substrátových komplexov. Kladný vplyv na zlepšenie transportu do buňky má súčasne i zníženie fosforečných a horečnatých solí.Since the energetically important oxidoreductases PAD a, NAD, which affect the production of citric acid by both its cycle and side pathways, have iron and copper in the prosthetic group, these oxidoreductases are activated by iron salts and media. Activation of the enzymes leads to a faster increase in acidity, requiring faster transport of substances (mainly glucose) into cells, which is conditioned by an exchange reaction between sodium and potassium ions through the cytoplasmic membrane. This is achieved by reducing the potassium salt content and adding sodium salts in NaCl or NagSO4. In addition, NaCl is also thermostable and activates some of the enzymes by providing a relatively small diameter positive metal complex, creating a new solution configuration that may be more advantageous over the structural arrangement of some enzyme-substrate complexes. At the same time, the reduction of phosphorus and magnesium salts has a graceful effect on improving cell transport.

Na takto upravenej kultivačnej pode prebieha kultivácia 9 dní pri teplote 32 °G a 1 deň pri teplote 24 °C. Konídie sú čierne, velké,vkoniddionosiČe vysoké. Získané konídie v laboratórnych podmienkaeh dávajú stabilné výsledky vo výtažku kyseliny citronovej vždy nad 80 %. Dobré výsledky vo výíažšaáb kyseliny citrónovej boli dosiahnuté i v prevádzke na komorách, kde priemerný výíažok kys. citrónovej bol 72 %. Pre konídie vypěstované na novej spoluračnej p£de je typický prudký nárast acidity sprevádzaný zvýšením uvolněním tepla, ktoré je nutné do tretieho dňa citrokvasenia odoberat.Cultivation is carried out for 9 days at 32 ° C and 1 day at 24 ° C. Conidia are black, large, in koniddionosiČe high. The conidia obtained under laboratory conditions give stable results in citric acid yield always above 80%. Good results in citric acid yields were also achieved in chambers where the average acid yield. the lemon was 72%. The conidia grown on the new co-opaque soil is characterized by a sharp increase in acidity accompanied by an increase in heat release, which must be removed by the third day of citrus fermentation.

Na takto technologicky správné vedených komorách, v 9. den citrokvasenia obsahujú citrolúhy kyselinu citrónovou, z vedlejších kyselin v malom množstve kyselinu glukónovú a niekedy v minimálnom množstve kyselinu jablečná. Priemerné množstvo cudzích kyselin stanovené cez citran vápenatý je 0,1 %. V citrolúhoch sa nenachádza kyselina štavelová.On such technologically correct chambers, on day 9 of citrus fermentation, the citrouss contain citric acid, from minor acids in small amounts gluconic acid and sometimes in minimum quantities malic acid. The average amount of foreign acids determined through calcium citrate is 0.1%. Oxalic acid is not found in lemons.

Z důvodu zníženia množstva kyseliny glukónovej doporučuje sa pasáž kyselinou mravčou, připadne glyoerínom.In order to reduce the amount of gluconic acid, it is recommended to pass through formic acid or glyoerin.

V následujúcej tabuíke sú uvedené výsledky vplyvu změny zloženia sporulačnej pody na aktívnasí kmeňa Aspergillus niger pri fermentácii na melasovom substráte v hrlenmayerových bankách.The following table shows the results of the effect of changing the composition of the sporulation pod on the Aspergillus niger activity during fermentation on molasses substrate in hrlenmayer flasks.

Sporulačná pfida Sporulačná pfida výíažok kyseliny citrónovej v % % citric acid yield

1. First /K/ / K / póvodná pSda original pSda 72,6 72.6 2. Second /K/ / K / + + Na+ Na + 67,3 67.3 3. Third /K/ / K / + + Fe2+ Fe 2+ 76,3 76.3 4. 4th /K/ / K / + + Fe2+ + Na+ Fe 2+ + Na + 79,9 79.9 5. 5th /K/ / K / + + Fe2+ + Na+ + Cu2+ -Fe 2+ + Na + + Cu 2+ - 91,4 91.4 - - Mg2+ - KN2PO4 Mg 2+ - CN 2 PO 4

Výsledky charakterizujú produkenú aktivitu kmeňa Aspergillus niger, kultivovaného na roznych podach. Vzrasť výtěžnosti u spor získaných na pode so změněným zložením je v priemere 17 % pri 20 paralelkách, čo je statisticky významný rozdiel.The results characterize the produced activity of the Aspergillus niger strain grown on various podas. The increase in recoveries of spores obtained on a modified composition pod is on average 17% at 20 replicates, a statistically significant difference.

Prevádzkové skúšky sú následovně :The operational tests are as follows:

Substrát očkovaný sporami Substrate inoculated with spores 0 výtažok kys.citr.titr. 0 acid extract titr. 0 výtažok kys.citr.bez cudzích 0 Extract acid cit kmeňa Aspergillus niger Aspergillus niger na nasadený cukor for sugar kyselin acid pSvodnými /P/ pAutomatic / P / 58,6 58.6 56,3 56.3 aovými /N/ aovými / N / 71,8 71.8 71,7 71.7

zhodnotenie prevád2kových výsledkov :evaluation of conversion results:

- 0- výtažnost u spor N je vyššia o 13 %- 0- recovery of spores N is higher by 13%

- 0 tvorba vedlejších kyselin sledovaná cez citran vápenatý je 0,1 %- 0 side acid formation monitored via calcium citrate is 0.1%

- chromatograficky v citrolúhoch zistená kyselina citrónová, málo kyselina glukonová, kyselina jablčná len niekedy v minimálnom množstve- citric acid, low gluconic acid, malic acid only sometimes found in a minimal amount

- mycelium morfologieky zdravé, pevné- mycelium morphology healthy, solid

- od 4. dňa citrokvasenia prudký nárast acidity, zvýšené uvolňovanie tepla .- from the 4th day of citrus fermentation a sharp increase in acidity, increased heat release.

Claims (1)

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION Sposob zvýšenia aktivity produkčného kmeňa Aspergillus niger pri technickej fermentácii kyseliny citrónovej, vyznačujúci sa tým, že sa spory produkčného kmeňa získavajú kultiváciou na póde, ktorá vedía obvykle používaných látok obsahuje síran železnátoamónny kryŠtalický 2 mg/1, síran měďnatý krystalický 0,6 mg/1, chlorid sodný 10,0 g/1, za súčasného zníženia obsahu dihydrofosforečnanu draselného na 0,06 g/1 a síranu horečnatého krystalického na 0,05 g/1.A method of increasing the activity of an Aspergillus niger production strain in the technical fermentation of citric acid, characterized in that the production strain spores are obtained by cultivation on a soil containing besides the commonly used substances crystalline ammonium sulfate crystalline 2 mg / l, copper sulfate crystalline 0.6 mg / l , sodium chloride 10.0 g / l, while reducing the potassium dihydrophosphate content to 0.06 g / l and the crystalline magnesium sulfate to 0.05 g / l.
CS405478A 1978-06-20 1978-06-20 Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid CS200029B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS405478A CS200029B1 (en) 1978-06-20 1978-06-20 Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS405478A CS200029B1 (en) 1978-06-20 1978-06-20 Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS200029B1 true CS200029B1 (en) 1980-08-29

Family

ID=5382393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS405478A CS200029B1 (en) 1978-06-20 1978-06-20 Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS200029B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Foster et al. The production of fumaric acid by molds belonging to the genus Rhizopus
Kubicek et al. Influence of manganese on enzyme synthesis and citric acid accumulation in Aspergillus niger
Blanco et al. Properties of the testicular lactate dehydrogenase isoenzyme
JPH08116964A (en) Biomass containing l-ascorbic acid
Peguin et al. Enhanced alcohol yields in batch cultures of Clostridium acetobutylicum using a three-electrode potentiometric system with methyl viologen as electron carrier
Neuer et al. The pyruvate: Ferredoxin oxidoreductase in heterocysts of the cyanobacteriuim Anabaena cylindrica
Prichard Regulation of pyruvate kinase and phosphoenolpyruvate carboxykinase activity in adult Fasciola hepatica (Trematoda)
Hansford et al. Active oxidative decarboxylation of malate by mitochondria isolated from L-1210 ascites tumor cells
CS200029B1 (en) Method of activity increase of production strain aspergillus niger at the technical fermentation of citric acid
Dagley et al. The metabolism of tartaric acid by a Pseudomonas. A new pathway
DE3415436A1 (en) ASSAY METHOD USING NAD SYNTHETASE AND A METHOD FOR PRODUCING THE ENZYME
Burton et al. Utilization of acetate by Beggiatoa
EP0199363A1 (en) Method of terminating isocitrate dehydrogenase reaction
Willeford et al. Localization of the enzymes involved in the photoevolution of H2 from acetate in Chlamydomonas reinhardtii
US4767705A (en) Apple pomace as substrate for microbial production of citric acid
DE3505397A1 (en) METHOD FOR REGENERATING COENZYME
Dyer et al. Fermentation of ornithine by Clostridium sticklandii
Punekar et al. Mechanisms of citric acid fermentation by Aspergillus niger
Sakai et al. Accumulation of nicotinamide adenine dinucleotide in baker’s yeast by secondary culture
Vincke et al. Analytical determination of nicotinamide using bacterial electrodes
Lones et al. Metabolism of mannitol by Coccidioides immitis
DE2712004C2 (en) Method for the determination of formate or compounds which can be converted into formate and a suitable reagent therefor
Raghavendra et al. Comparative studies on C4 and C3 photosynthetic systems: enzyme levels in the leaves and their distribution in mesophyll and bundle sheath cells
BONNER et al. The path of carbon in respiratory metabolism
Woodard et al. Biochemical studies on accelerated treatment of thiocyanate by activated sludge using growth factors such as pyruvate