DE960719C - Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsaeure - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 28. MÄRZ 1957

C 11534 IVb/12 q

Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Glutaminsäure aus Proteinhydrolysate^ insbesondere aus den Hydrolysaten von Glutenen.

Die bekannten Verfahren zum Herstellen und Gewinnen von Glutaminsäure aus proteinhaltigen Stoffen wie Glutenen schließen Hydrolyse mit Säure unter geeigneten Bedingungen ein. Das sich ergebende Hydrolysat, welches die einzelnen Aminosäuren in saurer Lösung enthält, wird auf verschiedene Weise behandelt, um daraus die einzelnen Aminosäuren oder deren Gemische zu gewinnen. Beispielsweise können Tyrosin und Leucin dadurch entfernt werden, daß der p_H-Wert des Hydrolysats auf etwa 4 bis 7 eingestellt und nach Entfernung unlöslicher Verunreinigungen die erhaltene Lösung über den Sättigungspunkt von Tyrosin und Leucin hinaus konzentriert wird. Nach deren Entfernung wird der p_H-Wert der verbleibenden Lösung auf einen Wert von etwa 3,2, das ist den isoelektrischen Punkt der Glutaminsäure, eingestellt, bei welchem unmittelbare Kristallisation der Glutaminsäure möglich ist.

Keines der bekannten Verfahren führt jedoch zu einer aschefreien Glutaminsäure ohne Zuhilfenahme einer langen verwickelten und kostspieligen Behandlung. Wenn Salzsäure als Hydrolysiermittel verwendet wird, wird im allgemeinen Natriumhydroxyd als Neutralisationsmittel benutzt. Das sich ergebende Natriumchlorid ist keine nachteilige Verunreinigung von Glutaminsäure, aber es kann in die Mutterlauge übergehen, aus welcher Glutaminsäure kristallisiert. Ferner bestehen Korro-

sionsschwierigkeiten im Zusammenhang mit der Verwendung von Salzsäure. Schwefelsäure ist wohlfeiler und weniger korrodierend als Salzsäure, aber die bei ihrer Verwendung entstehenden Nebenprodukte, nämlich Natriumsulfat und Calciumsulfat, sind nachteilige Verunreinigungen der Glutaminsäure, und zusätzlich verunreinigt das erstere die Mutterlauge.

Ziel der Erfindung ist ein neues Verfahren zur

ίο Gewinnung von Glutaminsäure in guter Ausbeute und in einem hohen Reinheitsgrad aus Schwefelsäurehydrolysaten von Glutenen, welche im wesentlichen aschefrei und leicht und in hohen Ausbeuten in Mononatriumglutamat überführbar ist.

Es wurde gefunden, daß Glutaminsäure in guter Ausbeute und mit einem hohen Reinheitsgrad aus einem Schwefelsäurehydrolysat von Gluten gewonnen werden kann, wenn eine neue Entaschungsstufe unter kritisch kontrollierten Bedingungen eingeschaltet wird.

Wenn Kalk zum Einstellen des p_H-Wertes eines Schwefelsäurehydrolysats von Gluten auf etwa 4 bis 7 zwecks Entfernung von Leucin und Tyrosin verwendet wird, kann der größere Teil des sich ergebendien Calciumsulfats leicht, z. B. durch Filtration, entfernt werden, aber das verbleibende Calciumsulfat, ebenso wie das an die Aminosäuren gebundene Calcium, läßt sich nur mit großen Schwierigkeiten, wenn überhaupt, entfernen. Im allgemeinen kristallisiert es später mit der Glutaminsäure. Es wurde gefunden, daß das im letzten die Glutaminsäure enthaltenden Konzentrat zurückbleibende Calciumsulfat in einen Zustand gebracht werden kann, der eine leichte Entfernung ermöglicht, wenn zuerst der p_H-Wert des Konzentrats auf 2,8 bis 3,5, vorzugsweise 3,2, mit Schwefelsäure eingestellt und dann die Flüssigkeit rasch auf 65 bis ioo°, vorzugsweise auf etwa 8o°, erhitzt und auf dieser Temperatur 5 bis 30 Minuten, vorzugsweise etwa 15 Minuten bei 8o°, gehalten wird. Eine mögliche und nützliche Maßnahme bei dem Verfahren ist der Zusatz von Entfärbungskohle nach der Einstellung des p_H-Wertes vor der Wärmebehandlung. Nach der Wärmebehandlung sollte die heiße Flüssigkeit unverzüglich filtriert, das Filtrat gekühlt und die Glutaminsäure auskristallisiert werden. Durch die beschriebene Wärmebehandlung wird das Calciumsulfat in eine leicht filtrierbare Form übergeführt und einevörzeitigeKristallisation der Glutaminsäure vermieden, welche sonst bei diesem Punkt verlorengehen könnte. Durch Zusatz von Entfärbungskohle bei diesem Punkt wird die folgende Kristallisation von Glutaminsäure begünstigt, und Farbstoffe werden entfernt. Die Kristalle von Glutaminsäure sind größer, gleichförmiger und leichter filtrierbar, als wenn die Kohlebehandlung •ausgelassen wird.

Nach der Erfindung ist es möglich, in einer einzigen Kristallisation Glutaminsäure in einer Reinheit von 94 bis 98 °/o und darüber und mit einem so niedrigen Aschegehalt wie 0,04⁰Zo zu erhalten. Dies ist ein Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren, welche gewöhnlich zu Aschegehalten von 4 bis 7% führen. Demnach stellt die Erfindung einen großen Fortschritt in der Technik dar, da sie zum erstenmal die Vorteile von Schwefelsäure als Hydrolysiermittel für Proteine ohne die Nachteile der schwierigen Entfernung unlöslicher Asche aus Glutaminsäure verfügbar macht.

Beispiel 1

Entstärktes Maissorghumgluten (75% Protein, das ist 85% Proteintrockenbasis) in einer Menge von 2950 g wurden in einen Autoklav mit 6370 ml Wasser und 1935 ml konzentrierter Schwefelsäure gegeben. Eine Temperatur von 127⁰ wurde unter Rühren 5 Stunden aufrechterhalten. Der Inhalt wurde gekühlt, und ein Brei von gelöschtem Kalk wurde unter Rühren und weiterem Kühlen zugegeben, bis ein beständiger p_H-Wert von 5,6 (5 bis 6,5) bei 50⁰ erhalten wurde. Die Mischung von einem Volumen von 17000 ml wurde sofort filtriert und der Kuchen auf einem Filter mit 9500 ml Wasser bei 80 bis 90⁰ gewaschen.

Die vereinigten Filtrate wurden bei 40⁰ auf 7000 ml eingedampft. Unlösliche Aminosäuren wurden abfiltriert und der Kuchen gewaschen. Filtrat und Waschwässer wurden auf 5000 ml eingedampft und weitere unlösliche Aminosäuren entfernt. Filtrat und Waschwässer wurden auf p_H 3,2 mit 200 ml konzentrierter Schwefelsäure eingestellt und 36 g Aktivkohle zugesetzt. Die Lösung wurde auf 8o° erwärmt, darauf 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten und sofort filtriert. Der Filterkuchen wurde zweimal mit je 100 ml heißem Wasser (70 bis 8o°) aufgeschlämmt.

Die vereinigten Filtrate von 6o° wurden langsam unter Rühren während 5 Tagen auf 4 bis 7⁰ gekühlt. Die kristalline Glutaminsäure wurde abfiltriert und nacheinander mit 500 und 100 ml Eiswasser gewaschen. Das bei 85 ° getrocknete Produkt wog 412 g. Der Gehalt der erhaltenen Glutaminsäure betrug 97% und die Asche 0,04%. Wenn die Glutaminsäure zu einer Lösung von Natriumhydroxyd gegeben wurde, wurde eine Lösung von Mononatriumglutamat erhalten, welche klar war, was den niedrigen Aschegehalt anzeigt.

Wenn das obige Verfahren ohne Zusatz von Kohle an dem angegebenen Punkt wiederholt wurde, waren Reinheit und Aschegehalt im wesentlichen die gleichen, aber die Kristalle waren kleiner und ungleichförmiger, und die Filtrierzeit war verdoppelt.

Beispiel 2

Maissorghumgluten (69¹Vo Protein Trockenbasis) wurde in gleicher Weise behandelt und er-

ab 0,154 kg Glutaminsäure pro kg Ausgangsprotein. Die Reinheit des Produkts war 94%, der Aschegehalt 0,3 °/o.

Beispiel 3

Weizengluten (79 % Protein) wurde in gleicher Weise behandelt und ergab 0,255 kg Glutaminsäure

pro kg Ausgangsprotein. Die Reinheit der Glutaminsäure war 94,5 %>, der Aschegehalt 0,23 %>.

Beispiel 4

Ein Schwefelsäurehydrolysat von Maisgluten (70 °/o Protein) wurde von unlöslichen Aminosäuren und gebildetem Calciumsulfat bei p_H 5,6 (5 bis 6,5) befreit. Das sich ergebende Glutaminsäurekonzentrat wurde mit Schwefelsäure zu einem p_H-Wert von 3,2 angesäuert und auf 90⁰ erwärmt, wobei sich Festes ausschied und heiß abfiltriert wurde. Das Filtrat gab beim Kühlen kristalline Glutaminsäure von 93 °/o Reinheit und 0,04 % Asche. Ein Kontrollversuch unter Auslassen des Erwärmens und Filtern bel· p_H 3,2 gab Glutaminsäure mit 7,.7 %> Aschegehalt.

Beispiel 5

Ein Maissorghumglutenhydrolysat wurde hergestellt und wie im Beispiel 1 behandelt, außer daß das Ansäuern auf p_H 3,2 bei 45° ausgeführt und dann die angesäuerte Flüssigkeit unverzüglich auf 8o° erwärmt, bei dieser Temperatur 15 Minuten gehalten und dann filtriert wurde. Das Filtrat wurde gekühlt und 3 Tage bei io° gehalten, um das Auskristallisieren von Glutaminsäure zu erlauben. Der Aschegehalt der Glutaminsäure bei zwei Versuchen war 0,14 und 0,16 %>. Bei zwei Versuchen ohne Wärmebehandlung war der Aschegehalt 3,6 und S %.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure aus Schwefelsäurehydrolysaten von proteinhaltigen Stoffen, insbesondere Gluten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Hydrolysat kühlt und mit Kalk auf p_H 4,7, vorzugsweise 5 bis 6,5, einstellt, die Mischung filtriert, das Filtrat konzentriert und Unlösliches daraus entfernt, dann den p_H-Wert der Flüssigkeit mit Schwefelsäure auf 2,8 bis 3,5, vorzugsweise 3,2, einstellt, die angesäuerte Flüssigkeit gegebenenfalls nach Zusatz von aktiver pflanzlicher Kohle schnell auf 65 bis ioo° erhitzt, bei dieser Temperatur 5 bis 30 Minuten lang hält, Unlösliches aus der erwärmten Flüssigkeit unverzüglich abtrennt, die Flüssigkeit kühlt, die Glutaminsäure auskristallisieren läßt und abtrennt.

   © 609 656/49+9.56 (609 845 3.57)