DD283841A5 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SODIUM GLUCONATE ON MICROBIOLOGICAL PATHS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriumgluconat auf mikrobiologischem Wege, bei dem als Gaerungsubstrats, neben /NH4/2 HPO4, MgSO47H2O und KH2PO4, Staerkehydrolysat 5-80-DE, bevorzugt 10-45. das Glucose, Maltose und Oligosacchariden enthaelt, verwendet wird. Nach der Sterilisation des Substrats und vor der Impfung mit Sporen von Aspergillus niger, bei einer Temperatur von 70-30C wird Enzympraeparat mit Glucoamylase zugegeben. In der Masse wird dann gleichzeitig die Biokonversion des Geraeungssubstrats mit Verzuckerung und stufenweiser Neutralisation mit NaOH durchgefuehrt. Das erfindungsgemaesz hergestellte Natriumgluconat findet in der Nahrungsmittel- und Textilindustrie, in der Haushaltchemie und Galvanotechnik sowie zur Metallkorrosionsvorbeugung Verwendung.{Natriumgluconat-Herstellung; Gaerungssubstrat Staerkehydrolysat; Enzympraeperat Glucoamylase; Sporen Aspergillus niger; Biokonversion; Neutralisation NaOH}The invention relates to a process for the preparation of sodium gluconate in a microbiological manner, in which as fermentation substrate, besides / NH4 / 2 HPO4, MgSO47H2O and KH2PO4, starch hydrolyzate 5-80-DE, preferably 10-45. which contains glucose, maltose and oligosaccharides. After sterilization of the substrate and prior to inoculation with Aspergillus niger spores, at a temperature of 70-30C, enzyme supplement with glucoamylase is added. At the same time, the bioconversion of the reaction substrate with saccharification and gradual neutralization with NaOH is carried out in the bulk. The sodium gluconate prepared according to the invention is used in the food and textile industry, in household chemistry and electroplating, and in metal corrosion prevention. {Sodium gluconate production; Fermentation substrate starch hydrolyzate; Enzyme enzyme ester glucoamylase; Spores Aspergillus niger; bioconversion; Neutralization NaOH}
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriumgluconat auf mikrobiologischem Wege, das in der Nahrungsmittel- und Textilindustrie, in der Haushaltschomie und Galvanotechnik sowie zur Motailkorrosionsvorbeugung Verwendung findet.The invention relates to a process for the preparation of sodium gluconate by microbiological means, which finds use in the food and textile industry, in household chemistry and electroplating technology and for Motailkorrosionsvorbeugung.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Bekannt Ist ein Verfahren zur Herstellung von Natriumgluconat auf mikrobiologischem Wege unter anderem aus folgenden Veröffentlichungen:Is a process for the production of sodium gluconate by microbiological means known inter alia from the following publications:
- R. Mlom. V. Pfeifer, A. Mover. D.Tranfler u. M.Conway - „Industrial and Engineering Chemistry", 1952 V.44 Nr.2.435-440.- R. Mlom. V. Pfeifer, A. Mover. D.Tranfler u. M.Conway - "Industrial and Engineering Chemistry", 1952 V.44 No. 2,435-440.
- H. Peppier u. D. Periman - „Mikrobial Technology", V. 1.376-383. New York. 1979. M.Röhr, C. Kubicek, J.Kominek- „Biotechnology", V.3.456-465. Weinheim. 1983.- H. Peppier u. D. Periman - "Microbial Technology", V. 1.376-383, New York, 1979. M. Roehr, C. Kubicek, J. Kominek "Biotechnology", V.3.456-465. Weinheim. 1,983th
Das Verfahren beruht darauf, daß dos Gärungssubstrat Wasserlösung reiner Glucose mit Zusatz von Mangansalz, Kalium-, Magnesium· und Ammoniumsalzen in Form von Sulfaten und Phosphaten sowie mit Zusuz natürlicher Komponenten, wie Hefeextrakt, Peptone oder aufgeweichtem Mais verwendet wird. Das bereits sterilisierte Substrat wird mit Sporen von Aspergilius niger geimpft, sowie bei der Temperatur 300C stark gelüftet, um das Wachsen von Myzelium zu sichern, und die . Biokonversion der Glucose zu Gluconsäure durchzuführen. Während der Gärung wird die entstandene Gluconsäure stufenweise durch Natriumhydroxid neutralisiert. Nach Abschluß des Gärungsprozesses wird die gesamte Masse filtriert, um das Mycelium abzutrennen. Aus dem Filtrat, das verdichtet wird, wird dann Natriumgluconat durch Kristallisation oder Trocknung in entsprechenden Anlagen ausgesondert.The method is based on the use of the fermentation substrate water solution of pure glucose with the addition of manganese salt, potassium, magnesium and ammonium salts in the form of sulfates and phosphates and with the addition of natural components such as yeast extract, peptones or macerated maize. The already sterilized substrate is inoculated with spores of Aspergilius niger, and at the temperature of 30 0 C strongly aerated to ensure the growth of mycelium, and the. Bioconversion of the glucose to gluconic acid. During fermentation, the resulting gluconic acid is gradually neutralized by sodium hydroxide. After completion of the fermentation process, the entire mass is filtered to separate the mycelium. From the filtrate, which is compressed, then sodium gluconate is separated by crystallization or drying in appropriate facilities.
Ähnliche Methoden werden in amurikanischen Patentbeschreibungen Nr. 3576718 und 3907640 sowie in der Patentbeschroibung der BRD Nr. 1817907 beschrieben, bei denen im Gärungssubstrat neben reiner Glucose und anorganischen Salzen auch natürliche Zusätze verwendet werden, wie: Peptone, Kartoffelextrakt, aufgeweichter Mais oder Harnstoff. Der Nachteil der bekannten Lösungen ist es, daß bei diesen Methoden teure reine Glucose verwendet wird, was die Kosten der Gev Innung von Natriumgluconat steigert, diese Kosten werden noch durch die Kosten der verwendeten natürlichen Komponenten erhöht.Similar methods are described in Amurican patent specifications Nos. 3576718 and 3907640 and in the patent specification of FRG No. 1817907, in which in addition to pure glucose and inorganic salts also natural additives are used in the fermentation substrate, such as: peptone, potato extract, macerated corn or urea. The disadvantage of the known solutions is that expensive pure glucose is used in these methods, which increases the cost of the guarantor of sodium gluconate, these costs are still increased by the cost of the natural components used.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Natriungluconat bereitgestellt, das durch Verwendung billigerer Rohstoffe sowie eine verbesserte Technologie wirtschaftlicher als bereits bekannte Verfahren ist.The invention provides a process for the preparation of sodium gluconate which is more economical than previously known processes by using cheaper raw materials and improved technology.
Darlegung des Wosens der ErfindungExplanation of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein w'rtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Natriumgluconat zu entwickeln.The object of the present invention is to develop a process for the production of sodium gluconate.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei den; für die Vorbereitung des Gärungssubstrats neben anorganischen Komponenten Stärkehydrolysat mit 5-80 DE, bevorzugt 10-45, verwendet wird, welche Glucose, Maltose und Oligosaccharide enthält. Nach der Sterilisation des Substrats und vor der Impfung mit Sporen von Aspergillus niger, bei Temperaturen von 70-300C, wird 0,01-0,04% im Verhältnis zur Gesamtmasse Enzympräparat mit Glucoamylase zugegeben.According to the invention, this object is achieved by a method in which; for the preparation of the fermentation substrate in addition to inorganic components starch hydrolyzate with 5-80 DE, preferably 10-45, is used, which contains glucose, maltose and oligosaccharides. After sterilization of the substrate and before inoculation with spores of Aspergillus niger, at temperatures of 70-30 0 C, 0.01-0.04% is added in proportion to the total mass enzyme preparation with glucoamylase.
Daraufhin wird in der Masse gleichzeitig die Verzuckerung und Biokonversion sowie die stufenweise Neutralisation durch Natriumhydroxid durchgeführt.This is followed by saccharification and bioconversion as well as stepwise neutralization by sodium hydroxide.
Die Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, statt der teuren Glucose einen billigeren Rohstoff wie Stärkehydrolysat, welches aus der Stärke nach der Säure-, Säure-bnzym- oder Enzymhydrolyse gewonnen wird, und welches hauptsächlich Glucose, Maltose und Oligosaccharide enthält, zu verwenden. Die hohe Effektivität des Verfahrens unter Verwendung der Stärkehydrolysate wurde dank der entsprechend gewählten technologischen Parameter und der Verbindung des Verzuckerungsprozesses des Substrats und des Biokonversionsprozesses erreicht.The importance of the process according to the invention is to use, instead of the expensive glucose, a cheaper raw material such as starch hydrolyzate, which is obtained from the starch after the acid, acid-enzyme or enzyme hydrolysis and which mainly contains glucose, maltose and oligosaccharides. The high efficiency of the process using the starch hydrolysates was achieved thanks to the appropriately selected technological parameters and the combination of the saccharification process of the substrate and the bioconversion process.
Beide Prozesse werden gleichzeitig im Bioreaktor durchgeführt. Es hat sich außerdem gezeigt, daß das gewonnene Endprodukt chemisch rein ist und mit seinen Eigenschaften nicht vom Produkt aus der Biokonversion der reinen Glucose abweicht.Both processes are carried out simultaneously in the bioreactor. It has also been found that the final product obtained is chemically pure and does not differ in its properties from the product of the bioconversion of pure glucose.
AusführungsbeispleloAusführungsbeisplelo
Dio folgenden Beispiele erläutern clio Erfindung näher.Dio following examples explain in more detail clio invention.
In 700-90Og Wasser wird 200g Stärkehydrolysat aus der Säurenhydrolyse mit DE = 45.0, 0.4 g (NH4I2HPO4, 0,2g MgSO4 · 7H2O, 0,3g KH2PO4, gelöst. Die Müsse wirl sterilisiert und auf dio Temperatur von 60'C abgekühlt, daraufhin wird 0,01-0,04% Enzympräparat mit Glucoamylase im Verhältnis zur Substratmasse zugegeben. Dieses Substrat wird nacl,, .bkühlung bis auf die Temperatur von 30°C. mit Keimen - Sporen von Aspergillus niger 10° im Verhältnis zu seiner Masse, geimpft.In 700-90Og of water is dissolved 200g starch hydrolyzate from the acid hydrolysis with DE = 45.0, 0.4 g (NH 4 I 2 HPO 4 , 0.2 g MgSO 4 .7H 2 O, 0.3 g KH 2 PO 4. The Müs wirl sterilized and cooled to dio temperature of 60'C, then is added with glucoamylase in relation to the substrate ground 0.01-0.04% enzyme preparation This substrate is NaCl ,, .bkühlung to the temperature of 30 ° C with germs -.. spores of Aspergillus niger 10 ° relative to its mass, inoculated.
Im geimpften Substrat wird gleichzeitig zu seiner Verzuckerung die Biokonversion bei der Temperatur von 30°C und bei intensiver Belüftung in der Zeit von 36 Stunden durchgeführt. Die während des Prozesses entstehende Gluconsäure wird stufenweise mit 25prozentigor Lösung von NaOH neutralisiert, wobei der pH-Wert des Substrats bei 5-7 bdibehalten wird. Nach 36 Stunden Biokonversion erreicht man die 98piozentigo Oxidierung der Glucose zu Gluconsäure und die entsprechende stöchiometrische Menge von Natriumgluconat.In the seeded substrate, bioconversion is carried out at the same time as its saccharification at the temperature of 30 ° C and with intensive aeration in the time of 36 hours. The gluconic acid formed during the process is gradually neutralized with 25 percent solution of NaOH, maintaining the pH of the substrate at 5-7 bd. After 36 hours of bioconversion, the 98piozentigo oxidation of glucose to gluconic acid and the corresponding stoichiometric amount of sodium gluconate are achieved.
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