CS236178B1 - Method of D-glucose isomerization by a microorganism with glucose isomerase activity - Google Patents
Method of D-glucose isomerization by a microorganism with glucose isomerase activity Download PDFInfo
- Publication number
- CS236178B1 CS236178B1 CS455783A CS455783A CS236178B1 CS 236178 B1 CS236178 B1 CS 236178B1 CS 455783 A CS455783 A CS 455783A CS 455783 A CS455783 A CS 455783A CS 236178 B1 CS236178 B1 CS 236178B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- glucose
- microorganism
- isomerization
- pellets
- activity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
Vynález spočívá v tom, že se D-glukosa isomeruje mikroorganismem v peletové formě. Po ošetřeni pelet tepelným šokem, dochází k dalšímu zvýšení glukosoisomerásové aktivity a současně k její stabilizaci. Další zvýšení glukosoisomerásové aktivity je možno dosáhnout parciální destrukcí buněčných stěn jodistanovým oxidačním štěpením vicinálních diolů v buněčné stěně Obsazených polysacharidů. Stabilitu glukosoisomerásy v takto upravených peletách je možno zvýšit prokrížením bifunkčními činidly s výhodou pomocí glutaraldehydu.The invention consists in that D-glucose isomerized by a microorganism in pellet form. After treatment of the pellets with heat shock, there is a further increase in glucose isomerase activity and at the same time its stabilization. A further increase in glucose isomerase activity can be achieved by partial destruction of cell walls by periodate oxidative cleavage of vicinal diols in the cell wall of occupied polysaccharides. The stability of glucose isomerase in pellets thus treated can be increased by cross-linking with bifunctional agents, preferably with glutaraldehyde.
Description
Vynález se týká způsobu isomerace D-glukosy mikroorganismem s glukosaisomerasovou aktivitou pro přípravu fruktosového sirupu.The invention relates to a process for the isomerization of D-glucose by a microorganism having glucosaisomerase activity for the preparation of fructose syrup.
Fruktosový sirup se získává enzymovou isomerací D-glukosy na D-fruktosu. Lze jej s výhodou použít jako náhradu sacharosy téměř ve všech potravinářských výrobcích, zejména pro výrobu nealkoholických nápojů a sirupů, mražených smetanových krémů, alkoholických nápojů, cukrovinek,konzervárenských výrobků, pekárenských výrobků a všech výrobků se sníženou kalorickou hodnotou. Sladivost fruktosového sirupu je v porovnání se sacharosou 1,2 krát vyšší.Fructose syrup is obtained by the enzymatic isomerization of D-glucose to D-fructose. It can be advantageously used as a substitute for sucrose in almost all food products, in particular for the production of soft drinks and syrups, frozen creams, alcoholic beverages, confectionery, canning products, bakery products and all reduced calorie products. The sweetness of fructose syrup is 1.2 times higher than that of sucrose.
Kromě přímého použití jako sladidla lze fruktosový sirup použit na výrobu čisté D-fruktosy, která může nahradit D-glukosu jako sladidlo při. určitých typech onemocnění /žlučníková dieta, onemocnění srdce a krevního oběhu/.In addition to direct use as a sweetener, fructose syrup can be used to produce pure D-fructose, which can replace D-glucose as a sweetener in the. certain types of diseases (gallbladder diet, heart and circulatory diseases).
Surovinu pro přípravu fruktosového sirupu tj. D-glukosu, lze získat hydrolysou /enzymovou nebo chemickou/ levných škrobnatých surovin např. bramborového, kukuřičného, obilného, rýžového škrobu. Vycházíme-li ze škrobnatých surovin, obsahuje fruktosový sirup 42 až 45 % D-fřuktosy, 50 až 52 % D-glukosy a 4 až 6 % oligosacharidůo Rovnováhu reakce lze posunout směrem k D-fruktose přídavkem činidel, která reagují se vznikajícím produktem, to je D-fruktosou.The raw material for the preparation of fructose syrup, i.e., D-glucose, can be obtained by hydrolysis / enzymatic or chemical / cheap starchy raw materials such as potato, corn, cereal, rice starch. Starting from starchy raw materials, fructose syrup contains 42 to 45% D-fructose, 50 to 52% D-glucose and 4 to 6% oligosaccharide. is D-fructose.
Průmyslově byla výroba fruktosového sirupu zahájena v USA v roce 1967. V současné době tvoří 50 až 40 % z celkové spotřeby sladidel v USA a přitom je o 15 až 25 % levnější než sacharosa.Industrial production of fructose syrup started in the US in 1967. It currently accounts for 50 to 40% of the total consumption of sweeteners in the US, while being 15 to 25% cheaper than sucrose.
Ve světovém měřítku se počítá se vzrůstem výroby fruktosového sirupu z 5,2 mil. tun v r.1981 na 5,6 mil. tun v roce 1985.Worldwide, production of fructose syrup is expected to increase from 5.2 million tonnes in 1981 to 5.6 million tonnes in 1985.
236 178236 178
V průmyslovém měřítku ee ieomeraee D-^glukqsy Drovádí heterogen nimi katalysatory připravenými imobilizaci bud isolovaného enzymul, nebo celých buněk mikroorganismů produkujících giukdlaisomeraeu.On an industrial scale, D-glucose is carried out by heterogeneous catalysts prepared by immobilization of either the isolated enzyme or whole cells of the microorganisms producing giukdlaisomerism.
Zdrojem glukoeaieomeraey jsou převážně bakterie rodů Bacillus, Streptomycee, Arthrobacter a další.The source of the glucoeaeomeraey are mainly bacteria of the genera Bacillus, Streptomycee, Arthrobacter and others.
Při imobilišáci celých buněk odpadá mnohdy velmi nákladná extrakce a čištění enzymu, prakticky nedochází ke ztrátám enzymové aktivity, stabilita získaných preparátů je vysoká. Další výhodou je celková nízká cena katalyaatoru.In whole-cell immobilization, the very expensive extraction and purification of the enzyme is often avoided, there is practically no loss of enzyme activity, the stability of the obtained preparations is high. Another advantage is the overall low cost of the catalyst.
Nevýhodou použití imobilizované isolované glukosaisomerasy je, vedle již uvedené technické i ekonomické náročnosti isolace, cena nosiče i technická náročnost vlastní imobilizace.The disadvantage of using immobilized isolated glucosaisomerase is, in addition to the already mentioned technical and economic demands of the isolation, the cost of the carrier and the technical demands of the immobilization itself.
Při aplikaci imobilizovaných celých buněk je limitujícím faktorem získání kmenů e nadprodukcí glukoeaieomeraey. U mikroorganismů s vláknitou strukturou je ale omezená možnost způsobu imobilizace postupy běžně používanými při imobilizaci jednobuněčných mikroorganismů.When immobilized whole cells are administered, the limiting factor is the obtaining of e strains by overproduction of glucoeaomerase. However, in the case of microorganisms with a fibrous structure, the possibility of a method of immobilization by methods commonly used for the immobilization of unicellular microorganisms is limited.
Zabudováním mikroorganismů do matrice gelu je též poněkud snížena aktivita glukoeaieomeraey v získaném biokatalyeatoru vlivem ztíženého prostupu substrátu přes vrstvu gelu.By incorporating microorganisms into the gel matrix, the activity of the glucoeaomerase in the obtained biocatalyeator is also somewhat reduced due to the difficulty of the passage of the substrate through the gel layer.
Způsoben podle vynálezu ee ieomeruje D-glukosa mikroorganismem v peletové formě, který vykazuje výrazně vyšší glukoaaiaomeraaovou aktivitu v porovnání se stejným mikroorganismem ve vláknité formě. Rigidní struktura pelet dává možnost použití v kontinuálním procesu bez další úpravy.The method according to the invention is D-glucose isomerized by a microorganism in pellet form which exhibits a significantly higher glucoaaomeromeric activity as compared to the same microorganism in fibrous form. The rigid structure of the pellets gives the possibility of use in a continuous process without further treatment.
Ieomeraee ee provádí při 60 až 65 °C při 50 až 40 % hmot. substrátu po dobu 12 až 24 hod.The ionomer is carried out at 60 to 65 ° C at 50 to 40% by weight. substrate for 12 to 24 hours.
Paletová forma se získá kultivací bakterií rodu Streptomycee při 25 až 50 °C na mediu obsahujícím xylosu a glukosu v koncentraci 2 až 4 % hmot. po dobu 48 až 72 hod.The pallet form is obtained by culturing Streptomycee bacteria at 25 to 50 ° C on a medium containing xylose and glucose at a concentration of 2-4% by weight. for 48 to 72 hours
S výhodou je možno mikroorganismy ve formě pelet podrobit tepelnému šoku při teplotě 50 až 120 °C, kdy dochází k dalšímu zvýšení glukosoisomeráaové aktivity a současně k její stabilizaci.Advantageously, the microorganisms in the form of pellets can be subjected to a heat shock at a temperature of 50 to 120 ° C, which further increases the glucose isomeric activity and at the same time stabilizes it.
238 17fl238 17fl
Dalšího zvýšení glukpsoisomerésové aktivity obsažené v mikro organismech v peletové formě je možno dosáhnout parciální destruk cí buněčných stěn jodistanovým oxidačním štěpením vicínálních diolů v buněčné stěně obsažených polysacharidů.Further enhancement of the glucpsoisomeric activity contained in microorganisms in pellet form can be achieved by partial destruction of the cell walls by periodate oxidative cleavage of vicinal diols in the cell wall of the contained polysaccharides.
Stabilitu glukosoisomerásy je možno v takto upravených peletách déle zvýšit překřížením bifunkčními činidly s výhodou pomocí glutaraldehydu. Použitím mikroorganismů s glukosoisomerásovou aktivitou v peletové formě při výrobě fruktosového sirupu odpadá pracná isolace enzymu glukosoisomerásy a jeho imobilizaoe na nosiče. Rovněž aktivita glukosoisomerásy je vyšší než při použití čistého enzymu, eventuelně buněk navázaných na nosič. Paletová forma mikroorganismů umožňuje jejich snadnou separaci po isomerace.The stability of the glucosoisomerase in the treated pellets can be further increased by cross-linking with bifunctional reagents, preferably with glutaraldehyde. The use of microorganisms with glucose isomerase activity in pellet form in the production of fructose syrup eliminates the laborious isolation of the enzyme glucose isomerase and its immobilization onto carriers. Likewise, the activity of the glucosoisomerase is higher than that of pure enzyme, or cells bound to a carrier. The pallet form of microorganisms enables their easy separation after isomerization.
Vynález je dokumentován příklady.The invention is illustrated by examples.
Příklad 1Example 1
Kolona o rozměrech 1,8 x 20 cm byla naplněna 20 g vlhkých čistých pelet, vykazujících glúkosaisomerasovou aktivitu 4,25 ukat/g. suchých buněk. Na kolonu je aplikován kontinuálně vzorek ve .formě 40% roztoku D-glukosy v Britton-Robinsonově tlumivém roztoku s přídavkem 0,1 mol/1 MgSO4.7H2O. Průtok kolonou byl 30 ml/hod. V eluátu byl zjištěn 32 % obsah D-fruktosy.A 1.8 x 20 cm column was packed with 20 g of wet clean pellets showing a Glucosaisomerase activity of 4.25 ukat / g. of dry cells. A sample is applied continuously to the column in the form of a 40% D-glucose solution in Britton-Robinson buffer plus 0.1 mol / l MgSO4.7H2O. The column flow rate was 30 ml / h. 32% D-fructose was found in the eluate.
Příklad 2Example 2
Čisté pelety byly zahřátý na'70 °C po dobu 10 minut. K získanému preparátu o aktivitě 5,4 ukat/g suchých buněk v množství 20 g bylo přidáno 250 ml 40% roztoku D-glukosy v Britton-Robinsonově tlumivém roztoku o pH 8,5 s 0,1 mol/1 MgSO4»7 H^O. Po odstředěni byl v supernatantu zjištěn 35 % obsah D-fruktosy.Pure pellets were heated to 70 ° C for 10 minutes. 250 ml of a 40% solution of D-glucose in Britton-Robinson buffer pH 8.5 with 0.1 mol / l MgSO4 »7 H ^ was added to the obtained 5.4 g / ml dry cell preparation of 20 g. O. After centrifugation, a 35% D-fructose content was found in the supernatant.
Příklad 3Example 3
K čistým peletám v množství 10 g bylo přidáno 8 ml 25% glutaraldehydu. Získaný preparát vykazoval aktivitu 4,8 ukat/g sušiny. Takto upravený preparát byl použit ke konverzi D-glukosy na D-fruktosu způsobem popsaným v příkladu 1. V eluátu byla stanovena 35% obsah D-fruktosy.8 ml of 25% glutaraldehyde was added to the pure 10 g pellets. The obtained preparation showed an activity of 4.8 ukat / g dry matter. The thus prepared formulation was used to convert D-glucose to D-fructose as described in Example 1. The D-fructose content was determined to be 35% in the eluate.
K čistým peletám upraveným tepelným šokem /viz příklad 2/ v množství 10 g bylo přidáno 8 ml 25% glutaraldehydu. U získaného biokatalyzátoru byla zjištěna aktivita 7,33 ukat/g suchého nosiče Takto upravený preparát byl použit ke konverzi D-glukosy postupem dle příkladu 2. Zjištěný obsah D-í’ruktosy byl 38 %.To pure heat shock treated pellets (see Example 2) in an amount of 10 g, 8 ml of 25% glutaraldehyde was added. The biocatalyst obtained was found to have an activity of 7.33 ukat / g dry carrier. The thus prepared preparation was used to convert D-glucose according to the procedure of Example 2. The D-glucose content was found to be 38%.
Příklad 5Example 5
K čistým peletám bylo přidáno 0,05 mol/1 NaI04 v poměru 0,5' ml/1 g, Po 6 h oxidace při 4 °C bylo k získanému preparátu přidáno na 10 g buněk 100 mg albuminu a 1 ml 25% glutaraldehydu. Výsledný preparát o aktivitě 8,3 uKat byl použit Ke konverzi D-gluko sy způsobem popsaným v příkladě 1. V eluátu byl zj*ištěn obsah D-fruktosy 39 %.0.05 mol / l NaIO 4 was added to the clean pellets at a ratio of 0.5 ml / 1 g. After 6 h oxidation at 4 ° C, 100 mg albumin and 1 ml 25% glutaraldehyde were added per 10 g cells. The resulting 8.3 µKat preparation was used to convert D-glucose as described in Example 1. The D-fructose content was found to be 39% in the eluate.
Příklad 6Example 6
- Čisté pelety byly upraveny tepelným šokem /viz příklad 1/ a poté zpracovány dle přikladu 5. Získaný biokatalysátor o aktivitě- Pure pellets were heat shock treated (see Example 1) and then processed according to Example 5. The obtained biocatalyser of activity
12,5 UKat/g sušiny je použit pro konverzi D-glukosy způsobem popsaným v bodě 2. V supeřnatantu byl stanoven 41% obsah D-fruktosy12.5 UKat / g dry matter is used for the conversion of D-glucose as described in point 2. A 41% content of D-fructose was determined in the supernatant
236 178236 178
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS455783A CS236178B1 (en) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | Method of D-glucose isomerization by a microorganism with glucose isomerase activity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS455783A CS236178B1 (en) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | Method of D-glucose isomerization by a microorganism with glucose isomerase activity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS236178B1 true CS236178B1 (en) | 1985-05-15 |
Family
ID=5388620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS455783A CS236178B1 (en) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | Method of D-glucose isomerization by a microorganism with glucose isomerase activity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS236178B1 (en) |
-
1983
- 1983-06-21 CS CS455783A patent/CS236178B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ganaie et al. | Enzymatic trends of fructooligosaccharides production by microorganisms | |
| US6057135A (en) | Process for manufacturing D-tagatose | |
| Itoh et al. | Preparation of D-psicose from D-fructose by immobilized D-tagatose 3-epimerase | |
| JP3333969B2 (en) | D-Ketohexose-3-epimerase, its production method and use | |
| Muzzarelli | Immobilization of enzymes on chitin and chitosan | |
| Vandamme et al. | Microbial sucrose phosphorylase: fermentation process, properties, and biotechnical applications | |
| KR100497749B1 (en) | Preparation method of isomalto-oligosaccharide-containing syrup | |
| AU2002354844B2 (en) | Process for manufacturing of tagatose | |
| Izumori et al. | Production of xylitol from D-xylulose by Mycobacterium smegmatis | |
| TWI471418B (en) | Cellobiose 2-epimeraze, its preparation and uses | |
| US20180077958A1 (en) | Method for manufacturing allulose-containing sweetener composition | |
| CN112831489A (en) | A kind of psicose 3-epimerase immobilized enzyme, its immobilization method and application | |
| PL111980B1 (en) | Method of manufacture of water-soluble,stable enzymaticconcentrate of glucose isomerase and water-soluble,stable enzymatic concentrate of glucose isomerase | |
| FI79557B (en) | FOERFARANDE FOER ISOMERISERING AV GLUKOS TILL FRUKTOS. | |
| EP2402454A1 (en) | Cellobiose production from biomass | |
| MacAllister | Manufacture of high fructose corn syrup using immobilized glucose isomerase | |
| Linko et al. | Soluble and immobilized enzyme technology in bioconversion of barley starch | |
| CS236178B1 (en) | Method of D-glucose isomerization by a microorganism with glucose isomerase activity | |
| US3847741A (en) | Temperature-programmed process for the production of levulose-bearing syrups | |
| US5219751A (en) | Xylase isomerase purified from thermotoga maritima and thermotoga neapolitana | |
| US5268280A (en) | Method for glucose isomerization using xylose isomerase purified from Thermotoga Maritima and Thermotoga Neapolitana | |
| US3935070A (en) | Production of sweet syrup from dextrose mother liquor | |
| Suresh et al. | 14 biotransformations as applicable to food industries | |
| Suzuki et al. | Formation of β-galactosyl compounds of pyridoxine in growing culture of Sporobolomyces singularis | |
| US20250188439A1 (en) | Dried body of immobilized enzyme which is an enzyme capable of enduring drying, and manufacturing method and preservation method therefore |