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. Verfahren zur Herstellung von Erdalkalilactaten Die vorliegende
Erfindung betrifft die Herstellung von Erdalkälilactaten aus polyfructosanhaltigen
Naturerzeugnissen.
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Es ist bekannt, daß beim Erhitzen von Rohrzucker mit Erdalkalihydroxyden
die entsprechenden Salze der Milchsäure entstehen. Nach einer neueren Ausführungsform
dieser Arbeitsweise soll man' insbesondere dann ein chemisch reines Produkt in hoher
Ausbeute erhalten, wenn man das Erdalkalihydroxyd in großem überschuß anwendet und
diesen am Ende der Reaktion durch Kohlensäureeinleitung ausfällt und abtrennt. Nach
einem anderen älteren Verfahren lassen sich auch Monosaccharide zur Herstellung
von Erdalkalilactaten verwenden, wobei jedoch insofern andere Arbeitsbedingungen
als bei der Verarbeitung von Rohrzucker benutzt werden müssen, als die Gewinnung
der Erdalkalilactate über die Erdalkalisalze der Sacchar.insäure erfolgt. Daraus
ergibt sich, daß die verschiedenen Kohlenhydrate auch ein verschiedenes Verhalten
in bezug auf diese Behandlungsmethode aufweisen.
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Rohrzucker und besonders Monosaccharide sind jedoch verhältnismäßig
teure und auch
knappe Rohstoffe. Außerdem weisen sie den technischen,
Nachteil auf, daß sie verschiedene unerwünschte Fremdstoffe enthalten, z. B. harzartige
Farbstoffe, die man nur dadurch entfernen kann, daß matt mit einem starken L`berschuß
von Calciumoxyd arbeitet, um die Verunreinigungen durch die Adsorptionskraft des
am Ende der Reaktion ausfallenden Calciumcarbonats niederzuschlagen, indem man entweder
das ganze überschüssige Calciumoxyd schon vor dem Reaktionsablauf auf einmal zusetzt
oder in mehreren Stufen. Es bestand daher das Problem, zur Herstellung von Milchsäure
solche Stoffe heranzuziehen, die diese Nachteile nicht aufweisen und in großen Mengen
zur Verfügung stehen.
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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß man polt' fructosanhaltige
Naturerzeugnisse als solche oder durch Diffundieren aus ihnen gewonnene Rohsäfte
als Ausgangsstoffe verwendet und diese mit überschüssigen Mengen Erdalkalihydroxyd
in Gegenwart von Wasser bei Temperaturen von über 2oo° einige Stunden erhitzt. Hierbei
erhält man Ausbeuten von etwa 85 bis goo/o und erzielt somit bessere Ergebnisse
als bei der Verwendung von Mono- oder Disacchariden, ganz abgesehen von dem Fortschritt,
der darin liegt, daß die Herstellungsbasis für eine viel benötigte Genußsäure entsprechend
verbreitert worden ist.
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Unter Polyfructosane fallen das Inul.in, Pseudoinulin, Inulenin, Synanthrin,
Helianthenin usw. Sie finden sich vor allem in den Pflanzenknollen des Topinambur
(Helianthus tuberosus) und der Dahlie (Georgine) sowie in der Alraun-, Cichorie-
und Löwenzahnwurzel. Ausführungsbeispiel 75o Teile des nach dem bekannten Diffusionsverfahren
aus Topinamburknollen gewonnenen Rohsaftes mit 80,25 Teilen Polyfructosanen
werden mit 31 Teilen Calciumoxyd im Autoklav etwa 6 Stunden auf 226° erhitzt. Darauf
wird das überschüssige Calciumhydroxyd aus der gewonnenen alkalischen Reaktionslösung
mittels Kohlensäure gefällt. Man filtriert die Lösung, entfärbt sie mit Aktivkohle
und dickt sie im Vakuum stark ein. Man erhält 25,28 Teile des entwässerten Calciumlactats
mit einem Calciumgehalt von 17,950/0 gegenüber der Theorie von 18,37@/0, was einer
Ausbeute -von 84,4% der angewandten Fructosane entspricht.
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Es ist zwar bereits der Vorschlag gemacht worden, Inulin mit der dreifachen
Menge Erdalkalihydroxyd bei 15o° 30 Stunden zu erhitzen. Davon unterscheidet
sich die neue Arbeitsweise schon dadurch, daß die verwendete Menge Erdalkalihydroxyd
in einer ganz anderen Größenordnung liegt, nämlich nur wenig mehr als ein Drittel
der in dem angewendeten Rohmaterial enthaltenen Polyfructosane, und daß ferner infolge
der höheren Reaktionstemperatur die Reaktionsdauer auf 6 Stunden, also auf ein Fünftel
der Zeit, alr gekürzt werden kann. Außerdem ist dieses Ergebnis, insbesondere auch
die höhere Ausbeute, gegenüber dem Verfahren der Verarbeitung von Mono- und Disacchariden
deshalb besonders überraschend, weil die im vorliegenden Fall verwendeten Pflanzensäfte
aus einem Gemisch von Polyfructosanen mit verschiedenem Molekulargewicht bestehen
und daher nicht zu erwarten war, daß diese gleich schnell und in gleichem Umfang
zur Reaktion gelangen würden. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß bereits die Größe
des Molekulargewichts bzw. die Bindung innerhalb eines Moleküls für den Verlauf
der Verfahrensreaktion und damit für die Ausbeute von entscheidender Bedeutung sein
kann, wie die Tatsache beweist, daß man unter gleichen Arbeitsbedingungen aus Disacchariden
etwa 67 bis 73 0/0, aus Monosacchariden, wie Glucose oder Fructose, dagegen nur
25 bis 38% Erdalkalilactate erhält.
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In bezug auf die Polyfructosane enthaltenden Rohstoffe ist nun zu
beachten, daß diese in sehr verschiedenen MolekulargröBen auftreten. Beispielsweise
enthält die Topinamburknolle (Jerusalem-Artischocke) neben den verschiedenen stickstoffhaltigen
Verbindungen nur 5, i % Inulin vom Molgewicht 4827, o,o6% Pseudoinulin vom Molgewicht
261o. 2,q.0/0 Inulenin vom Molgewicht 1645, 1,4% Helianthenin vom Molgewicht 1924
und 12,2% Synanthrin vom Molgewicht 1319. Berücksichtigt man also hierbei. daß einerseits
die einzelnen Saccharide ein sehr verschiedenes Verhalten gegenüber der Einwirkung
von Erdalkalihydroxyden zeigen, und daß andererseits die polyfructosanhaltigen Naturprodukte
ein nicht bis in alle Einzelheiten erforschtes Konglomerat darstellen. so war aus
der bekannten Tatsache, daß reines Inulin als solches durch Erhitzen mit Bariumhy
droxyd in einem sehr großen Überschuß Erdalkalilactate ergibt, noch keineswegs der
sichere Schluß zu ziehen, daß man auf dem gleichen Wege aus den Naturprodukten Erdalkalilactate
gewinnen würde. Diese Unsicherheit war um so größer, als zu erwarten «-ar. daß die
in den Rohprodukten vorhandenen übrigen Fremdkörper, wie Stickstoffverbindungen,
Pektine u. dgl., den beabsichtigten Reaktionsverlauf stören würden.