CS209714B1 - Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísni Aspergillus niger - Google Patents
Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísni Aspergillus niger Download PDFInfo
- Publication number
- CS209714B1 CS209714B1 CS864179A CS864179A CS209714B1 CS 209714 B1 CS209714 B1 CS 209714B1 CS 864179 A CS864179 A CS 864179A CS 864179 A CS864179 A CS 864179A CS 209714 B1 CS209714 B1 CS 209714B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- fermentation
- citric acid
- aspergillus niger
- sugar
- production
- Prior art date
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims description 32
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims description 32
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 22
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 10
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 8
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 3
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 2
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 2
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 claims description 2
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 claims 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- 235000015203 fruit juice Nutrition 0.000 claims 1
- 125000000185 sucrose group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Vynález se týká způsobů výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašování cukerných roztoků plísní Aspergillus niger.
Pro submersní způsob výroby kyseliny citrónové nelze použít produkční kmeny Aspergillus niger vhodné při výrobě způsobem povrchovým a je nutno vyšlechtit a aplikovat kmeny nové - nově vyšlechtěné mutanty plísně Aspergillus niger. Nevyřešenou otázkou ovšem stále zůstává přísná specifita v citlivosti jednotlivých mutant k základním podmínkám fermentace, bez jejichž znalostí nelze pak dosáhnout ekonomické výroby.
Tato skutečnost vylučuje aplikovat stejnou technologii pří použití různých pródukčních kmenů. Tak např. autoři S. M.
Martin a W. K. Warers /Ing. Eng. Chem. 44, 2229/ 1 952/, D. S. Clark /Can. J. Microbiol. 8, 133/1962/ nebo US Patent No 3 105 015 používají plísně rostoucí ve formě pelet.
V poslední době sí stále více autorů všímá vztahu mezi morfologií plísně A, niger a produkcí kyseliny citrónové. A. Cimerman a sp. /Abst. V. Int.Ferm. Sym, Berlin 1976, 405/ se snaží o snížení velikosti pelet přidáním různých přirozených polymerů a tím o zvýšení tvorby citrónové kyseliny. V další prácí /4th FEMS Symposium, Vienne, 1977/ pak sleduje morfologii plísně až do konečné tvorby pelet, tj. do 74 hod., a bere ji ja-· ko indikátor produkce citrónové kyseliny.
Nevýhody růstu v peletách spočívají v tom, že proces je náročnější, na čas /o 2-3 dny/, je dosahována nižší výtěžnost /o 20-30 %/, je vysoká spotřeba O2 /poměr kapaliny ku O2 je cca 2:1/.
Tyto nevýhody odstraňuje způsob výroby kyseliny citrónové podle vynálezu, jehož podstatou je, že se kultivují mutanty plísně Aspergillus niger a to 97 A uložené ve sbírce mikroorganismů CCF č. 1597, E 81 uložené ve sbírce mikroorganismů CCF Č. 1598 nebo NG 233 uložené ve sbírce mikroorganismů CCF č. 1599, jejichž inokulum se nechá růst ve formě pelet a poté se přenese do vlastního fermentačního tanku, kde se nechá růst difusně po celou dobu fermentace při počátečním pH = 5 a při teplotě 28 až 32 °C na kultivační půdě, která obsahuje cukrový substrát v koncentraci 5 7 až 20 7 váhových. Cukerným substrátem se rozumí sacharosa, glu kosa, fruktosa, hydrolysáty slámy dřevních odpadů, třtinová a datlová štáva nebo stává z jiných ovocných plodů, které*obsahu j í cuk r.
Protože pří difuzním způsobu fermentace dochází k bezprostřednímu styku media se vše mi vlákny produkční plísně, je fermentační proces podstatně urychlen, je dosahováno vyšší výtěžností a je snížena spotřeba substrátu pro vlastní růst produkčního mikroorganismu. Proces nevyžaduje vysokou aeraci /poměr kyseliny ku O2 je cca 5:1/ a tím dochází ke značnému snížení vlastních nákladů na energii a výrobu.
Difuzní způsob fermentace je umožněn vlastnostmi nových vysokoprodukčních mutant plísně Aspergillus niger. Další velkou výhodou uvedeného kmene je, že během procesu se vytváří minimální množství vedlejších kyselin /pouze ve stopách/.
Dále jsou uvedeny příklady kyseliny citrónové podle vynálezu.
Příklad 1
Příprava ínokula: Použijeme spor plísně Aspergillus niger mutanty E 81 rostoucích v Er lenmayerových baňkách v objemu 100 ml obsahujících 15 ml nabobtnalých a povařených pšeničných zrn. Obsahem jedné baňky očkujeme 24 1 mďdia následujícího složení:
X sacharózy, 0,25 X NH4N03, 0,025 X
MgS04 . 7H2O, 0,01 X KH2PO4, 0,01 X rozpustného škrobu, 0,0001 X ZnSOz, . 7H2O, 0,0002 procenta CuSO, . 5H2O, 0,00065 X FeCl^. Otáčky míchadla 400 ot/min., množství vháněného vzduchu 6 1/min, teplota 28 - 30 °C, doba kultivace 35 - 40 hodin. Vyrostlé inokulum je v peletách.
Příprava ferraentačního media: Připravíme sterilní fermentační médium o složení
X sacharózy, 0,08 X NH4CI, 0,1 močoviny, 0,05 X MgSO/.7H2O, 0,016 X KH2PO4, 0,007 X KC1, 0,002 XMnS04.7H20, 0,001 X MnSO4.7H2O, 0,001 X FeS0^.7H20 a očkujeme při teplote média 30 až 35 °C 3 až 5 X ínokula.
Vlastní fermentace: Nerezový fermentor s centrálně umístěným mechanickým míchadlem /ólopatková turbina s dělicím kotoučem/ obsahuje 152 1 produkčního fermentačního média. Obrátky míchadla během fermentace 400 ot/min. Množství vháněného vzduchu 30 1/min., teplota 30 °C, doba fermentace 120 hod. Růst mycelia je difusní umožňující dosažení výtěžnosti 75 - 80 X na vnesený cukr. Vedlejší kyseliny jsou tvořeny pouze ve stopách.
Příklad 2
Příprava ínokula se provádí podobně jako v příkladu 1, s tím rozdílem, že jako mutanty se použije mutanta Aspergillus niger 97 A. Příprava ínokula: Spory plísně Aspergillus niger mutant 97 A se vykultivují na nabobtnalých a povařených pšeničných zrnech ve 300 ml v Erlenmayerovýeh baňkách. Každá baňka obsahuje 60 ml těchto zrn. Optimální množství spor pro zaočkování je obsah dvou baněk na 300 1 média. Inokulum bylo připravveno v 500 1 sedových fermentorech s centrálním míchadlem dosahujících 300 1 me^dia o složení jako v příklade 1.
Otáčky míchadla 140 ot/min., množství vháněného vzduchu 120 až 140 1/min., přetlak 0,.05 MP, teplota 28 až 32 °C, doba kultivace 35 až 48 hodin. Vyrostlé inokulum je v peletách. Složení vlastního fermentačního media je stejné jako v příkladě 1 s tím rozdílem, že místo 15 X sacharózy se použije 10 X glukózy.
Vlastní fermentace: nerezový fermentor o objemu 5 000 1 vybavený jako v příkladě 1 napustíme vodou do 2/3 požadovaného objemu a rozpustíme uvedené soli pro fermentační medium a doplníme vodou na 4 350 1 a provedeme sterilizaci 30 minut při 115 °C.
Otáčky míchadla 180 ot/min, množství vháněného vzduchu 1 000 1/min, přetlak ve fermentoru 0,05 MP. Doba fermentace 96 h, výtěžnost 80 X.
Příklad 3
Příprava ínokula se provádí podobně jako v příkladu 1 s tím .roždílem, že jako mutanty se použije mutanta Aspergillus niger NG 233.
Rovněž složení vlastního fermentačního media je stejné, ale s tím rozdílem, že místo sacharózy se použije hydrolysát slámy, obsahující glukosu, který se naředí vodou tak, aby obsahoval 10 X cukru.
V tabulce I. je porovnán povrchový způsob fermentace a stávající submersní způsob fermentace se submersní fermentací dle vynálezu,pokud jde o náklady, dobu fermentace, výtěžnost, spotřebu elektrické energie atd. .pro výrobní jednotku s objemem výroby cca 72 t/den.
Tabulka oba fermentace ýtěžnost ák1ady:
. Investiční náklady budovy zař ízen í celkem . Výrobní náklady suroviny elektr. energie mzdy celkem . Roční náklady odpisy zařízení odpisy budov výrobní náklady celkem ní fermentace ze 34,40 na 26,3 cenových jednotek ve srovnání s 28,21 cenových jednotek při povrchové výrobě stejné kapacity. Mimoto způsob podle vynálezu je z hlediska cukerného zdroje flexibilní a lze proto
| Povrchová | Submersní fer- | Submersní |
| fermentace | mentace dle stá- | fermentace |
| vaj ícíbo stavu | dle vynálezu | |
| techniky | ||
| 9 dnů | 7 dnů | 4 dny |
| 70 Z | 70 Z | 80 Z |
| 57,0 | 25,6 | 25,6 |
| 26,62 | 38,27 | 38,27 |
| 83,62 | 63,87 | 63,87 |
| 10,76 | 12,70 | 12,70 |
| 0,90 | 1.0,40 | 3,20 |
| 12,87 | 7, 90 | 7,90 |
| 24,53 | 31 ,00 | 23,80 |
| 1 ,78 | 2,55 | 1,70 |
| 1 ,90 | 0,85 | 0,60 |
| 24,53 | 3 1 ,00 | 24,00 |
| 28,21 | 34,40 | 26,30 |
| 1 u submers- | použít nej různější cukerné | substráty. |
V tabulce uvedené údaje jsou převzaty z časopisu Process Biochemistry, November 1 977 /Schierholt J.: Fermentation Processes for the Production of Citric Acid/.
Claims (2)
- VYNÁLEZU1. Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačním způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísně Aspergillus nígěr, vyznačený tím, že se kultivuj í mutanty plísně Aspergillus niger a to 97 A, uložené ve sbírce mikroorganismů CCF č. 1597, E 81 uložené ve sbírce mikroorganismů CCF č. 1598 nebo NG 233 uložené ve sbírce mikroorganismů CCF č. 1599, jejichž inokulum>se nechá růst ve formě pelet a poté se přenese do vlastního fermentačního tanku, kde se nechá růst difusně po celou dobu fermentace při počátečním pH = 5 a pří teplotě 28 až 32 °C na kultivační půdě, která obsahuje cukrový substrát v koncentraci 5 Z až 20 Z hmotnostních.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že cukerným substrátem se rozumí sacharóza, glukóza, fruktóza, hydrolysáty slámy dřevních odpadů, třtinová a datlová šťáva nebo šťáva z ovocných plodů, které obsahuj cukr.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS864179A CS209714B1 (cs) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísni Aspergillus niger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS864179A CS209714B1 (cs) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísni Aspergillus niger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS209714B1 true CS209714B1 (cs) | 1981-12-31 |
Family
ID=5437240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS864179A CS209714B1 (cs) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísni Aspergillus niger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS209714B1 (cs) |
-
1979
- 1979-12-11 CS CS864179A patent/CS209714B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1202921A (en) | Hyperproducing cellulase microorganism | |
| Moraine et al. | Kinetics of the xanthan fermentation | |
| Papagianni et al. | Submerged and solid-state phytase fermentation by Aspergillus niger: effects of agitation and medium viscosity on phytase production, fungal morphology and inoculum performance | |
| Allais et al. | Isolation and characterization of bacterial strains with inulinase activity | |
| SE435627B (sv) | Forfarande for framstellning av etanol genom fermentering av en substans, innehallande xylos, med jest av arterna pichia stipitis, p. segobiensis eller candida shehatae | |
| Kwon et al. | Optimization of culture conditions and medium components for the production of mycelial biomass and exo-polysaccharides with Cordyceps militaris in liquid culture | |
| CN101855973B (zh) | 一种漆酶产生真菌菌株白耙齿菌及其培养方法和应用 | |
| SU1090262A3 (ru) | Способ получени @ -галактозидазы | |
| RU2001949C1 (ru) | Штамм гриба TRICHODERMA REESEI - продуцент целлюлолитических ферментов | |
| EP1070136B1 (en) | Strain of the microorganism penicillium oxalicum var. armeniaca and its application | |
| Öngen-Baysal et al. | Production of inulinase by mixed culture of Aspergillus niger and Kluyveromyces marxianus | |
| NO147927B (no) | Anordning for aa skille fra hverandre to medier som befinner seg i hvert sitt rom paa hver sin side av en ringformet aapning mellom to deler som er bevegelige i forhold til hverandre | |
| Hansson et al. | Effects of cultivation techniques and media on yields and morphology of the basidiomycete Armillaria mellea | |
| CS209714B1 (cs) | Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačnim způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísni Aspergillus niger | |
| CN108893498B (zh) | 一种提高聚苹果酸产量的发酵方法 | |
| RU2090610C1 (ru) | Штамм дрожжей candida famata - продуцент кормовой биомассы | |
| Priem et al. | Production of β-1.4-xylanase in continuous culture by Aureobasidium Pullulans CBS 58475 | |
| US6716617B1 (en) | Fermentation method with continuous mass cultivation of ciliates (protozoa) for producing biogenous valuable substances | |
| DK171744B1 (da) | Fremgangsmåde til fremstilling af pyrodruesyre | |
| Kumari et al. | THE INVERTASE-A REVIEW | |
| Schellart | Fungal protein from corn waste effluents: a model study | |
| CS202709B1 (cs) | Způsob výroby kyseliny citrónové submersním fermentačním způsobem zkvašováním cukerných roztoků plísní Aspergillus niger | |
| Zetelaki‐Horváth et al. | Effect of oxygen transfer rate on the composition of the pectolytic enzyme complex of Aspergillus niger | |
| SU1116058A1 (ru) | Питательна среда дл культивировани продуцента мацерирующих ферментов @ @ -31 | |
| CN108148770A (zh) | 一种发酵培养基及高效表达蛋白的发酵方法 |