FI64641C - FOERFARANDE FOER KONTINUERLIG FRAMSTAELLNING AV ISOMALTULOS FRON SACKAROS MED TILLHJAELP AV ISOMALTULOSBILDANDE MIKROOR GAISMER - Google Patents
FOERFARANDE FOER KONTINUERLIG FRAMSTAELLNING AV ISOMALTULOS FRON SACKAROS MED TILLHJAELP AV ISOMALTULOSBILDANDE MIKROOR GAISMER Download PDFInfo
- Publication number
- FI64641C FI64641C FI782768A FI782768A FI64641C FI 64641 C FI64641 C FI 64641C FI 782768 A FI782768 A FI 782768A FI 782768 A FI782768 A FI 782768A FI 64641 C FI64641 C FI 64641C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sucrose
- isomaltulose
- solution
- sackaros
- isomaltulosbildande
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H15/00—Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
- C07H15/02—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
- C07H15/04—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/12—Disaccharides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
kki*·»·! Γαΐ f11) KUULUTUSjULKAlSUSuddenly * · »·! Ϊ́αΐ f11) NOTICE OF ADVERTISEMENT
^ 11 UTLÄGGN,NGSSKRlFT 64 641 C (4S) ratonlti r.yjr.:..t‘y 12 12 1933 ' * Patent Eeddelat (51) Ky.ik.^nt.a.3 c η 2 P 19/12 // C 07 H 3/04-SUOMI — FINLAND (21) P*tenttlh»lt«mu« — Pttentveökntnj 782?68 (22) H*lceml*p»lvl — Antöknln(td«| 11.09.78 (23) Alkupllvi—Giltl|head«f 11.09.78 (41) Tullut Julkiseksi — Blivlt offontllg 03.79^ 11 UTLÄGGN, NGSSKRlFT 64 641 C (4S) ratonlti r.yjr.:..t'y 12 12 1933 '* Patent Eeddelat (51) Ky.ik. ^ nt.a.3 c η 2 P 19/12 / / C 07 H 3/04-FINLAND - FINLAND (21) P * tenttlh »lt« mu «- Pttentveökntnj 782? 68 (22) H * lceml * p» lvl - Antöknln (td «| 11.09.78 (23) Alkupllvi —Giltl | head «f 11.09.78 (41) Become Public - Blivlt offontllg 03.79
Patentti- ja rekisterihallitus .... ..... ...Patent and Registration Office .... ..... ...
Ä . . (44) Nihtlvlkilpanon ja kuuLjulkatsun pvm. — ,, πο o,Ä. . (44) Date of competition and issue. - ,, πο o,
Patent· och registerstyrefsen Antflkan utltgd och ucl.*krift«n pubticend jx. υο. o j (32)(33)(31) pyydetty etuolkeu» — Begird prlorltet 13.09.77 lU.02.78 Saksan Liittotasavalta-Förbunds-republiken Tyskland(DE) P 27U1197-8, p 2806216.0 (71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken lyskland(DE) (72) Wulf Crueger, Erkrath, Lore Drath, Worms am Rhein, Mohammed Munir,Patent · och registerstyrefsen Antflkan utltgd och ucl. * Krift «n pubticend jx. υο. oj (32) (33) (31) requested front »» Begird prlorltet 13.09.77 lU.02.78 Federal Republic of Germany-Förbunds-republiken Tyskland (DE) P 27U1197-8, p 2806216.0 (71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Federal Republic of Germany- Förbundsrepubliken lyskland (DE) (72) Wulf Crueger, Erkrath, Lore Drath, Worms am Rhein, Mohammed Munir,
Obrighcim, Saksan Liittotaimvolta-Förbundsrepubliken Tyskland(DK) (7U) Qy Kolster Ab (5U) Menetelmä isomaltuloosin jatkuvatoimiseksi valmistamiseksi sakkaroosista isomaltuloosia muodostavien mikro-organismien avulla -Förfarande för kontinuerlig framställning av isomaltulos frän sackaros med tillhjälp av isomaltulosbildande mikroorganismerObrighcim, Federal Republic of Germany-Dörbundsrepubliken Tyskland (DK) (7U) Qy Kolster Ab (5U) Method for the continuous production of isomaltulose from sucrose by microorganisms forming isomaltulose
Keksinnön kohteena on menetelmä isomaltuloosin jatkuvatoimiseksi valmistamiseksi sakkaroosista isomaltuloosia muodostavien mikro-organismien avulla, joita viljellään sakkaroosipitoisessa ravintoliemessä, joka sisältää kasvismehuja.The invention relates to a process for the continuous production of isomaltulose from sucrose by means of isomaltulose-forming microorganisms which are cultured in a sucrose-containing nutrient broth containing vegetable juices.
Isomaltuloosi on välituote valmistettaessa glukopyranosido- 1,6-mannitolia (DE-OS 2 520 173) ja glukopyranosido-1,6-sorbitolia (isomaltitoli, DE-PS 2 2X7 628). Molempia aineita voidaan käyttää sokerin korvikkeina.Isomaltulose is an intermediate in the preparation of glucopyranosido-1,6-mannitol (DE-OS 2 520 173) and glucopyranosido-1,6-sorbitol (isomaltitol, DE-PS 2 2X7 628). Both substances can be used as sugar substitutes.
Saksalaisesta patenttijulkaisusta 1 049 800 on tunnettua, että sakkaroosi muuttuu entsymaattisesti isomaltuloosiksi. Tarvittava entsyymi on peräisin mikro-organismeista. Protaminobacter rubrumin ohella sakkaroosia muuttavat isomaltuloosiksi muutkin bakteerit, kuten Ervinia carotovora, Serratia marcescens, Serratia plymuthica ja 2 64641It is known from German patent publication 1,049,800 that sucrose is enzymatically converted to isomaltulose. The required enzyme is derived from microorganisms. In addition to Protaminobacter rubrum, sucrose is converted to isomaltulose by other bacteria such as Ervinia carotovora, Serratia marcescens, Serratia plymuthica and 2,64641
Leuconostoc mesentheroides (s. Schmidt-Berg-Lorenz, W. Mauch, Zeit-schrift fur die ZuckerIndustrie, 14, 625-627 (1964); F.H. Stodola, 126th Meeting Amer. Chem. Soe ., Sept. 1954> Abstracts of Papers, s.Leuconostoc mesentheroides (b. Schmidt-Berg-Lorenz, W. Mauch, Zeit-schrift fur die ZuckerIndustrie, 14, 625-627 (1964); FH Stodola, 126th Meeting Amer. Chem. Soc., Sept. 1954> Abstracts of Papers , s.
5D; W. Mauch, S. Schmidt-Berg-Lorenz, Zeitschrift fur die Zuckerin-dustrie, 14, 309-315 ja 375-383 (1964).5D; W. Mauch, S. Schmidt-Berg-Lorenz, Zeitschrift fur die Zuckerinustrie, 14, 309-315 and 375-383 (1964).
Lisäksi tunnetaan saksalaisesta patenttijulkaisusta 2 217 628, että sakkaroosin entsymaattinen muuttaminen isomaltuloosiksi voidaan suorittaa panoksittaan tai jatkuvatoimisesti 15-40-%:isella liuoksella voimakkaasti sekoittaen aerobisissa olosuhteissa lämpötilassa 20-37°C. Entsymaattisen reaktion päätyttyä eristetään mainitun patenttijulkaisun mukaan bakteerisuspensio lingon avulla ja käytetään kuusikin kertaa uudelleen. Saman patenttijulkaisun mukaan toimitaan sakkaroosin jatkuvatoimisessa muuttamisreaktiossa siten, että bakteereita viljellään erikoisravinnealustalla ja poistetaan jatkuvatoimisesti. Entsymaattinen reaktio tapahtuu toisessa kattilakaskadisysteemissä, jossa on bakteeriviljelmää ja sokerinvalmistuksesta saatua paksumehua tai muuta sokeripitoista liuosta.In addition, it is known from German patent publication 2,217,628 that the enzymatic conversion of sucrose to isomaltulose can be carried out batchwise or continuously with a 15-40% solution with vigorous stirring under aerobic conditions at a temperature of 20-37 ° C. At the end of the enzymatic reaction, according to said patent, the bacterial suspension is isolated by centrifugation and reused six times. According to the same patent, a continuous sucrose conversion reaction is carried out by culturing the bacteria on a special nutrient medium and continuously removing them. The enzymatic reaction takes place in another boiler cascade system with a bacterial culture and a thick juice or other sugar-containing solution obtained from sugar production.
Mutta mikro-organismien kasvattaminen erillään sakkaroosin ent-symaattisesta muuttamisreaktiosta on monista syistä epätyydyttävää: a) Mikro-organismeja kasvatetaan omassa väliaineessa, mikä lisää kustannuksia.But growing microorganisms separately from the enzymatic conversion reaction of sucrose is unsatisfactory for several reasons: a) Microorganisms are grown in their own medium, which increases the cost.
b) Reaktorikattilasysteemistä riippumatta on viljelyliuos ja myös fermentori, jossa entsymaattinen reaktio tapahtuu, steriloitava ja pidettävä steriilinä.(b) Irrespective of the reactor boiler system, the culture medium and also the fermentor in which the enzymatic reaction takes place must be sterilized and kept sterile.
c) Mikro-organismien viljely myöhemmästä reaktial'iuoksesta poikkeavassa ravinneliuoksessa aiheuttaa vaaran, että fermentoinnin mikro-organismit valitaan muiden kriteerien kuin maksimireaktiosuhteen mukaan.(c) The cultivation of micro-organisms in a nutrient solution other than the subsequent reaction solution runs the risk of selecting the micro-organisms for fermentation according to criteria other than the maximum reaction ratio.
d) Mikro-organismien eristämiseen ja uudelleenkäyttöön entsy-maattisessa jatkokäsittelyssä liittyy suuri infektoitumisvaara.(d) The isolation and re-use of micro-organisms in enzymatic further processing is associated with a high risk of infection.
Nyt on havaittu, että isomaltuloosia muodostavien mikro-organismien viljely ja sakkaroosin samanaikainen muuttaminen isomaltuloosiksi voidaan suorittaa jatkuvatoimisesti.It has now been found that the cultivation of isomaltulose-forming microorganisms and the simultaneous conversion of sucrose to isomaltulose can be carried out continuously.
Isomaltuloosia muodostavilla mikro-organismeilla tarkoitetaan tässä ennen kaikkea Protaminobacter rubrumia ja lisäksi Serratia olymuthicaa, Serratia marcescensia, Erwinia carotovoraa ja Leuconostoc mesentheroidesia.By isomaltulose-forming microorganisms is meant herein primarily Protaminobacter rubrum and in addition Serratia olymuthica, Serratia marcescensia, Erwinia carotovora and Leuconostoc mesentheroides.
3 646413,64641
Oli yllättävää ja odottamatonta, että käytettäessä isomaltuloo-sia muodostavia mikro-organismeja, esim. Protaminobacter rubrum (CBS 574 77), jotka muuttavat kasvunsa aikana sakkaroosia isomaltuloosiksi, sakkaroosipitoisissa kasvimehuissa, joita muodostuu välituotteena esim. ruoko- ja juurikassokerin valmistuksessa ja jotka siten ovat halvempia kuin puhdas sakkaroosiliuos, saadaan erikoisen hyviä saantoja tietyillä laimennusnopeuksilla. Tällöin organismien kasvu ja reaktionopeus ovat kytkeytyneet toisiinsa siten, että kokonaisprosessia eli mikro-organismien kasvua ja sakkaroosin muuttumista isomaltuloosiksi voidaan tarkkailla erilaisten kriittisten parametrien avulla, kuten esim. poistoilman CC^-pitoisuuden ja viljelyliuoksen hapen osapaineen avulla, erikoisesti kuitenkin reaktionopeuksien avulla.It was surprising and unexpected that when isomaltulose-forming microorganisms, e.g. Protaminobacter rubrum (CBS 574 77), which convert sucrose to isomaltulose during their growth, in sucrose-containing vegetable juices, which are thus formed as an intermediate in e.g. cane and beet sugar production, are more expensive. than pure sucrose solution, particularly good yields are obtained at certain dilution rates. In this case, the growth of the organisms and the reaction rate are linked so that the overall process, i.e. the growth of microorganisms and the conversion of sucrose to isomaltulose, can be monitored by various critical parameters such as CCl 2 and
Esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että sen jälkeen kun on saavutettu riittävä solutiheys, viljelyä jatketaan edelleen jatkuvatoimisena, jolloin sakkaroosipitoisia liuoksia lisätään samalla jatkuvasti laimennusnopeuksien ollessa 0,05-0,3 h "*, edullisesti 0,2 h ja samansuuruinen määrä viljelyliuosta poistetaan jatkuvasti, sakkaroosin isomerisoitumisen tapahduttua mikro-organismimassa erotetaan liuoksesta ja liuos puhdistetaan ja/tai kiteytetään tunnetulla tavalla.The method according to the present invention is characterized in that after a sufficient cell density has been reached, the culture is continued continuously, with sucrose-containing solutions being added continuously at dilution rates of 0.05-0.3 h "*, preferably 0.2 h and an equal amount of culture solution. is continuously removed, after the isomerization of the sucrose, the mass of microorganisms is separated from the solution and the solution is purified and / or crystallized in a known manner.
Menetelmään liittyy seuraava lisäetu. Sakkaroosin muuttuessa isomaltuloosiksi muodostuu pieniä määriä fruktoosia ja glukoosia, jotka toimivat mikro-organismien aineenvaihdunnan hiilihydraattiläh-teenä. Samalla nämä ei-toivotut sivutuotteet pilkkoutuvat edelleen.The method has the following additional advantage. When sucrose is converted to isomaltulose, small amounts of fructose and glucose are formed, which act as a carbohydrate source for the metabolism of microorganisms. At the same time, these unwanted by-products continue to be broken down.
Jatkuvassa isomaltuloosifermentoinnissa käytetään lähtöliuok-sena sokeritehtaan ohutmehu/paksumehu- ja/tai ohutmehu/kirkasteseok-sia, joiden kuiva-ainepitoisuus on 5-30 %, edullisesti 20-27 %. Kuivapainosta laskettu sakkaroosipitoisuus on 90-98 %, edullisesti 94-96 %.For continuous isomaltulose fermentation, sugar mill thin juice / thick juice and / or thin juice / clarifier mixtures with a dry matter content of 5-30%, preferably 20-27%, are used as starting material. The sucrose content, calculated on the dry weight, is 90-98%, preferably 94-96%.
Bakteeriviljelmän optimikasvun saavuttamiseksi lisätään fosfaatti-ioneja suolojen, esim. (NH^^HPO^rn tai ^HPO^sn muodossa konsentraation ollessa 0,05-1 g/1, edullisesti 0,1-0,5 g/1. Normaalisti sokerinvalmistuksen sivutuotteet sisältävät mehupuhdistuksen jälkeen vielä jäännöskalsiumoksidia 40-150 mg/100 g kuiva-ainetta.In order to achieve optimum growth of the bacterial culture, phosphate ions are added in the form of salts, e.g. (NH 2 O 2 O 2 or HP HPO 2) at a concentration of 0.05 to 1 g / l, preferably 0.1 to 0.5 g / l. Normally by-products of sugar production after juice purification still contain 40-150 mg / 100 g of residual calcium oxide in the dry matter.
3-3
Lisättäessä P04 -ioneja tämä jäännöskalsiuxnoksidi saostetaan kai- 4 64641 siumfosfaattina ja siten osa lisätystä fosfaatista kuluu solujen lisääntymiseen.With the addition of PO 4 ions, this residual calcium oxide is precipitated as all 4,64641 sodium phosphate and thus part of the added phosphate is consumed for cell proliferation.
Siten on edullista poistaa kovuus fermentointiin joutuvasta 3- sokeriliuoksesta emäsioninvaihtimella, jolloin lisättävien PO^ ionien määrää voidaan vähentää.Thus, it is advantageous to remove the hardness from the 3-sugar solution to be fermented by a base ion exchanger, whereby the amount of PO ions to be added can be reduced.
Ravinneliuos steriloidaan panoksittaan tai jatkuvatoimisesti. pH:ta ei tarvitse säätää, koska käytetyn sokeriliuoksen pH-arvo on 7,5-8,5.The nutrient solution is sterilized in batches or continuously. There is no need to adjust the pH because the pH of the sugar solution used is 7.5-8.5.
Fermentoriin siirrostetaan 0,1-10 % ymppiainetta, jota on viljelty samassa ravinneliuoksessa erlenmeyerkolveissa ravistelu-koneessa ja inkuboidaan lämpötilassa 18-32°C, edullisesti 30°C, ilmastussuhteessa 0,2-1,0, edullisesti 0,4 tilavuusosaa ilmaa/tila-vuusosa ravinneliuosta x minuutti riittävästi sekoittaen.The fermentor is inoculated with 0.1-10% inoculum cultured in the same nutrient solution in Erlenmeyer flasks on a shaker and incubated at 18-32 ° C, preferably 30 ° C, in an aeration ratio of 0.2-1.0, preferably 0.4 volumes of air / space a portion of nutrient solution for x minutes with adequate stirring.
99
Kun on saavutettu riittävä bakteerisolupitoisuus, esim. 10 bakteeria/ml, fermentointi suoritetaan jatkuvatoimisesti, so. aikayksikköä kohti poistetaan viljelyliuosta ja lisätään sama määrä uutta, steriiliä ja ymppäämätöntä ravinneliuosta varastotankista. Laimennusnopeuden ollessa keksinnön mukaisesti 0,05-0,3, edullisesti 0,2 tuntia kohti, bakteerit eivät huuhtoudu pois. Bakteerit kasvavat "steady state"-tilassa niin nopeasti, että sakkaroosi muuttuu 90-100-%:isesti isomaltuloosiksi. Yleensä pH-arvon stabiloiminen reaktion aikana ei ole tarpeen.When a sufficient bacterial cell concentration has been reached, e.g. 10 bacteria / ml, the fermentation is carried out continuously, i. per unit time, remove the culture medium and add the same amount of new, sterile and uninoculated nutrient solution from the storage tank. At a dilution rate according to the invention of 0.05 to 0.3, preferably 0.2 per hour, the bacteria are not washed away. Bacteria grow so rapidly in the "steady state" that sucrose is converted to 90-100% isomaltulose. In general, stabilization of the pH during the reaction is not necessary.
Laimennusnopeutta ja siten viljelyliuoksen poistumista jatkuvatoimisesta fermentoinnista säädetään mm. steriloitavilla happielektrodeilla määrittämällä viljelyliuoksen hapen osapaine tai poistoilman CC^-pitoisuuden tai muiden fysiologisten muuttujien avulla. Jatkuvatoimisen fermentoinnin säädön lisämahdollisuutena on tarkkailla sakkaroosin muuttumista isomaltuloosiksi määrittämällä fermentointiliuoksen pelkistyskykv. (Tunnetusti isomaltuloosin pelkistyskyky on 52 % glukoosin arvosta, ja sakkaroosilla ei ole lainkaan pelkistäviä ominaisuuksia). Sakkaroosin muuttumista isomaltuloosiksi voidaan tarkkailla myös osoittamalla isomaltuloosi kvantitatiivisesti sakkaroosin ohella korkeapainenestekromatografi-sesti.The dilution rate and thus the removal of the culture medium from continuous fermentation is controlled e.g. with sterilizable oxygen electrodes by determining the oxygen partial pressure of the culture medium or the CCl concentration of the exhaust air or other physiological variables. An additional possibility to control continuous fermentation is to monitor the conversion of sucrose to isomaltulose by determining the reduction capacity of the fermentation broth. (It is known that isomaltulose has a reducing ability of 52% of the value of glucose, and sucrose has no reducing properties at all). The conversion of sucrose to isomaltulose can also be monitored by quantifying isomaltulose in addition to sucrose by high performance liquid chromatography.
Tämän jälkeen fermentorista poistetusta ravinneliuoksesta eristetään mikro-organismit esim. linkoamalla ja käsitellään edelleen. Linkoamalla eristetty bakteerimassa lietetään toisen kerran veteen ja lingotaan. Sitä voidaan käyttää mm. karjanrehuna.The microorganisms are then isolated from the nutrient solution removed from the fermentor, e.g. by centrifugation, and further processed. The bacterial mass isolated by centrifugation is slurried a second time in water and centrifuged. It can be used e.g. cattle feed.
5 646415,64641
Mikäli fermentorista poistetun viljelyliuoksen on annettu reagoida vain esim. 90 %:sesti, suoritetaan mikro-organismeilla täydellinen reaktio lisäämättä enää happea linkoon johtavaan johtosystee-miin.If the culture solution removed from the fermentor has been allowed to react only e.g. 90%, the microorganisms carry out a complete reaction without adding more oxygen to the centrifugal conduction system.
Esillä olevan keksinnön olennaiset edut käyvät ilmi tarkasteltaessa tarvittavan raaka-aineen määrän perusteella laskettuja saantoja sekä tilavuus/aika-saantoja: DE-patenttijulkaisun 2 217 628 palstalta 5, riveiltä 12 ja 42 käy ilmi, että 4 kg:sta sakkaroosia saadaan 1,8 kg isomaltuloosia. Tämä vastaa 45,0 %:n saantoa laskettuna syötetyn sakkaroosimäärän mukaan.The essential advantages of the present invention can be seen from the yields calculated on the basis of the amount of raw material required as well as the volume / time yields: column 5, lines 12 and 42 of DE 2 217 628 show that 1.8 kg of sucrose are obtained. isomaltulose. This corresponds to a yield of 45.0% calculated on the amount of sucrose fed.
Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä 4 kg:sta sakkaroosia saadaan 2,6 kg isomaltuloosia. Tämä vastaa 65,0 %:n saantoa syötetyn sakkaroosimäärän perusteella laskettuna, eli saanto on huomattavasti korkeampi kuin edellisessä menetelmässä.By the process of the present invention, 2.6 kg of isomaltulose are obtained from 4 kg of sucrose. This corresponds to a yield of 65.0% based on the amount of sucrose fed, i.e. the yield is considerably higher than in the previous method.
DE-patenttijulkaisun 2 217 628 menetelmän mukaan valmistettaessa 1,8 kg isomaltuloosia tähän tarvittava aika on 12 tuntia (palsta 5, rivit 11-42) . Fermentoitavan sokeriliuoksen määrä on 20 kg, mikä konsentraation ollessa 20 paino-% vastaa 18,47 litran tilavuutta (tiheys 1,083). Tällöin saadaan tilavuus/aika-saannoksi 8,1 g x 1 ^ x h"1.According to the method of DE-A-2,217,628, the time required to prepare 1.8 kg of isomaltulose is 12 hours (column 5, lines 11-42). The amount of sugar solution to be fermented is 20 kg, which at a concentration of 20% by weight corresponds to a volume of 18.47 liters (density 1.083). This gives a volume / time yield of 8.1 g x 1 x x h -1.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti fermentoidaan esimerkiksi 200 1 sakkaroosiliuosta, jossa kuiva-ainepitoisuus on 25 paino-% ja puhtausaste 96 %. Fermentorista poistetaan jatkuvasti 40 litraa tuotetta tunnissa, ja samanaikaisesti fermentoriin syötetään sama määrä tuoretta sakkaroosiliuosta (laimennusnopeus 0,2 h ^). Tämä merkitsee, että tunnissa käsitellään 40 litraa sakkaroosiliuosta. Mainitulla konsentraatiolla ja puhtausasteella syötettävän sakkaroosin määräksi saadaan 10,6 kg x h Tämä vastaa 6,8 kg kiteytettyä isomaltuloosia, jonka puhtausaste on 99,9 %, tunnissa. Tällöin tilavuus/aika-saannok- -1 -1 si tulee 34 g x 1 x h . Tämä on noin 4 kertaa suuremoi kuin kysei- 6 64641 sen De-patenttijulkaisun mukaisella menetelmällä saatu tilavuus/aika-saanto.According to the present invention, for example, 200 l of a sucrose solution with a dry matter content of 25% by weight and a purity of 96% are fermented. 40 liters of product per hour are continuously removed from the fermenter, and at the same time the same amount of fresh sucrose solution (dilution rate 0.2 h) is fed to the fermenter. This means that 40 liters of sucrose solution are treated per hour. The amount of sucrose fed at said concentration and purity gives 10.6 kg x h. This corresponds to 6.8 kg of crystallized isomaltulose with a purity of 99.9% per hour. Then the volume / time yield -1 -1 si becomes 34 g x 1 x h. This is about 4 times higher than the volume / time yield obtained by the process of the corresponding De patent publication.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistetun isomaltuloosin puhtausaste on juuri sama kuin DE-patenttijulkaisun 2 217 628 mukaisesti valmistetun tuotteen.The degree of purity of the isomaltulose prepared according to the present invention is exactly the same as that of the product prepared according to DE patent publication 217 628.
Esimerkki 1 a) Protaminobacter rubrum Z 12-kannan (CBS 574 77) ympistä lie-tettiin soluja 10 ml:11a steriiliä liuosta, jossa oli 1 osa paksume-hua (65 % kuiva-ainetta, josta 92-98 % oli sakkaroosia ja loput muita sokerijuurikkaasta peräisin olevia sokereita tai epäpuhtauksia) ja 2 osaa vesijohtovettä sekä 0,5 g/1 (NH^)2^Ρ04;ää (tarvittaessa säädetty kloorivetyhapolla pH-arvoon 7,2). Tämä suspensio toimii ymppi-aineena ravistelu-esiviljelmälle 1 litran kolveissa, joissa oli 200 ml yllä mainitun koostumuksen omaavaa ravinneliuosta (steriloitu 20 minuuttia 121°C:ssa). Kolmikymmentuntisen inkubointiajan jälkeen 29°C:ssa siirrettiin 20 kolvin sisältö (4 1) 16 litraan yllä olevan koostumuksen omaavaa ravinneliuosta 30 litran pienoisfermentorissa ja fermentoitiin 18°C:ssa ilmamäärällä 20 1/min ja sekoittaen 350 kierr./min. Sakkaroosin muuttumista isomaltuloosiksi seurattiin määrittämällä kvantitatiivisesti pelkistyminen ravinneliuoksessa Mtille-rin liuoksen avulla (Zeitschrift Wirt. Zuckerind. Techn. T.f 86, s. 130 ja s. 322 (1936) ja Zeitschrift Wirt. Zuckerind. Techn. T., 88, s. 280 (1938)). Bakteerimäärä määritettiin mikrobiologisesti. Kun oli 9 saavutettu 1 x 10 bakteeria/ml, sakkaroosi oli muuttunut 100 %:ises-ti isomaltuloosiksi laimennusnopeudella 0,09/h.Example 1 a) Cells inoculated with 10 ml of a sterile solution of 1 part thick Hua (65% dry matter, 92-98% sucrose and the rest of the inoculum) were inoculated with protaminobacter rubrum strain Z 12 (CBS 574 77). other sugars or impurities from sugar beet) and 2 parts of tap water and 0,5 g / l (NH4) 2 ^ Ρ04 (adjusted to pH 7.2 with hydrochloric acid, if necessary). This suspension serves as an inoculum for shaking preculture in 1 liter flasks containing 200 ml of a nutrient solution of the above composition (sterilized for 20 minutes at 121 ° C). After an incubation period of 30 hours at 29 ° C, the contents of 20 flasks (4 L) were transferred to 16 liters of nutrient solution of the above composition in a 30 liter miniature fermentor and fermented at 18 ° C at 20 rpm and 350 rpm with stirring. The conversion of sucrose to isomaltulose was monitored by quantifying the reduction in nutrient solution using Mtille's solution (Zeitschrift Wirt. Zuckerind. Techn. Tf 86, p. 130 and p. 322 (1936) and Zeitschrift Wirt. Zuckerind. Techn. T., 88, p. 280). (1938)). The bacterial count was determined microbiologically. When 9 x 10 bacteria / ml were reached, sucrose had been converted to 100% isomaltulose at a dilution rate of 0.09 / h.
b) Valmistettiin esimerkin a) mukaan Protaminobacter rubrum-kannan ymppi ja esiviljelmä 30 litran mittakaavaan saakka kulloinkin lämpötilassa 29°C. Kaksikymmentä litraa kasvuvaiheessa olevaa ravinneliuosta siirrettiin pienoisfermentorista 300 litran fermentoriin, jossa oli 180 litraa ravinneliuosta (paksumehusakkaroosi-vesiseos, kuiva-ainepitoisuus 25 % ja puhtaus 96 % kuiva-painosta laskettuna). Fermentorin ilmastussuhde oli 200 1 ilmaa/min., lämpötila 29°C ja 7 64641 sekoitusnopeus 200 kierr./min. Seitsemäntuntisen kasvuvaiheen jälkeen sakkaroosi oli muuttunut 100 % risesti isomaltuloosiksi laimennus-nopeudella 0,09/h.b) According to Example a), an inoculum and preculture of a Protaminobacter rubrum strain were prepared to a scale of 30 liters at a temperature of 29 ° C in each case. Twenty liters of nutrient solution in the growth stage was transferred from a small fermentor to a 300 liter fermentor with 180 liters of nutrient solution (thick juice sucrose-water mixture, dry matter content 25% and purity 96% by dry weight). The aeration ratio of the fermentor was 200 l air / min., The temperature 29 ° C and the agitation speed of 7,64641 rpm. After a seven-hour growth phase, sucrose had been converted 100% to isomaltulose at a dilution rate of 0.09 / h.
c) Protaminobacter rubrum Z 12-kannan (CBS 574 77) ympistä uutettiin soluja 10 ml:11a steriiliä liuosta, joka sisälsi yhden osan paksumehua (65 % kuiva-ainetta) ja kaksi osaa vesijohtovettä sekä 0,5 g/1 (NH^^HPO^ (tarvittaessa liuoksen pH säädettiin arvoon 7,2). Tämä suspensio siirrettiin ympiksi ravistelu-esivil-jelmään 1 l:n viljelypulloihin, joissa oli 200 ml edellä mainitun koostumuksen omaavaa ravinneliuosta (sterilisoitu 20 minuutin ajan 121°C:ssa). Viljelmiä inkuboitiin 30 tuntia 29°C:ssa, minkä jälkeen kunkin 20 keittopullon (41) sisältö siirrettiin 16 litraan edellä mainitun koostumuksen omaavaa ravinneliuosta 30 litran pienoisfer-mentorissa ja fermentoitiin 29°C:ssa ilmamäärällä 20 1/min ja sekoittaen 350 kierr./min.c) Cells were inoculated from the inoculum of Protaminobacter rubrum strain Z 12 (CBS 574 77) with 10 ml of a sterile solution containing one part thick juice (65% dry matter) and two parts tap water and 0.5 g / l (NH 4) HPO 2 (if necessary, the pH of the solution was adjusted to 7.2) This suspension was inoculated into a shake preculture in 1 l culture flasks containing 200 ml of a nutrient solution of the above composition (sterilized for 20 minutes at 121 ° C). incubated for 30 hours at 29 ° C, after which the contents of each of the 20 beakers (41) were transferred to 16 liters of a nutrient solution of the above composition in a 30 liter miniature fermentor and fermented at 29 ° C at 20 rpm with stirring at 350 rpm. .
Viisitoistatuntisen kasvuvaiheen jälkeen laimennusnopeuden ollessa 0,2/h sakkaroosi oli muuttunut 100-%risesti isomaltuloosiksi.After a 15-hour growth phase at a dilution rate of 0.2 / h, sucrose had been converted 100% to isomaltulose.
d) Valmistettiin esimerkin a) mukaan Protaminobacter rubrum-kannan ymppi ja esiviljelmä ravisteluviljelmäksi. Siirrettiin esimerkin b) mukaan 0,2 1 ymppiä (0,1 %) fermentoriin. Fermentoimis-olosuhteet olivat kuten esimerkissä b). Kaksikymmentäkolmetuntisen kasvuvaiheen jälkeen sakkaroosi oli muuttunut 90-%risesti isomaltuloosiksi laimennusnopeudeila 0,25/h. Kun poistettu ravinneliuos tämän jälkeen siirrettiin linkoon, reaktio jatkui ilman lisäilmas-tusta, ja siten bakteereista erotetuissa ravinneliuoksissa ei enää voitu osoittaa sakkaroosia korkeapainenestekromatografisesti.d) According to Example a), an inoculum and a preculture of a Protaminobacter rubrum strain were prepared as a shake culture. According to Example b), 0.2 l of inocula (0.1%) were transferred to a fermentor. The fermentation conditions were as in Example b). After a growth period of 22 hours, sucrose had been converted to 90% isomaltulose at a dilution rate of 0.25 / h. When the removed nutrient solution was then transferred to a centrifuge, the reaction continued without further aeration, and thus sucrose could no longer be detected by high pressure liquid chromatography in the nutrient solutions separated from the bacteria.
e) 3000 litran fermentoriin, joka sisälsi 1800 1 ravinne-liuosta (paksumehusakkaroosi-vesiseos, 25 % kuiva-ainetta, puhtaus 98 %), lisättiin 200 1 ymppiä, joka oli saatu esimerkin 2 c mukaisesti suoritetusta fermentoinnista 20 litraa viljelypullossa, ja suoritettiin fermentointi. Kun tämä fermentointi on loppuunsuoritettu (noin 20 tunnin kuluttua), ravinneliuosta voidaan käyttää ymppinä seuraavaan fermentointiin (3000 1). Fermentointilämpötila oli 30°C. Ilmastussuhde oli 0,4 tilavuusosaa ilmaa/tilavuusosa ravinneliuosta x minuutti ja sekoitusnopeus 140 kierr./min. Fermentointia seurattiin poistoillaan CC^-pitoisuuden avulla. Kun oli saavutettu poisto-ilman CC^-pitoisuus 2,6 %, käytettiin laimennusnopeutta 0,13/h, jolloin , vj ' 64641 8 poistuvassa viljelyliuoksessa ei voitu osoittaa sakkaroosia, vaan ainoastaan isomaltuloosia.e) To a 3000 liter fermenter containing 1800 l of nutrient solution (thick juice-sucrose-water mixture, 25% dry matter, purity 98%), 200 l of inoculum obtained from the fermentation according to Example 2c in a 20 liter culture flask were added and fermentation was performed. . Once this fermentation is complete (after about 20 hours), the nutrient solution can be used as an inoculum for the next fermentation (3000 L). The fermentation temperature was 30 ° C. The aeration ratio was 0.4 parts by volume of air / part by volume of nutrient solution x minutes and the stirring speed was 140 rpm. Fermentation was monitored by removal with CCl 2 content. When a CCl 2 content in the exhaust air of 2.6% was reached, a dilution rate of 0.13 / h was used, so that no sucrose but only isomaltulose could be detected in the effluent solution.
Esimerkki 2 a) Serratia plymuthica-kannan (ATCC 15 928) ympistä luetettiin solut 10 ml:11a paksumehuliuosta (kuiva-ainepitoisuus 25 %, puhtaus 96 %, lisätty 0,5 g/1 (NH^)2ΗΡ04:ää). Tämä suspensio toimi ymppinä ravisteluesiviljelmälle 1 litran kolvissa, jossa oli 200 ml vastaavan koostumuksen omaavaa steriiliä ravinneliuosta. Kolme-kymmentätuntisen inkubointiajan kuluttua 29°C:ssa siirrettiin 20 kolvin sisältö (4 1) 16 litraan ylläolevan koostumuksen omaavaa ravinneliuosta 30 1 pienoisfermentorissa ja fermentoitiin 29°C:ssa ilmamäärällä 20 1/min ja sekoitusnopeudella 350 kierr./min. Mainituissa olosuhteissa Serratia plymuthica-kanta lisääntyy. KunExample 2 a) Cells were inoculated from 10 ml of Serratia plymuthica strain (ATCC 15,928) with 10 ml of thick juice solution (dry matter content 25%, purity 96%, added 0.5 g / l (NH 4) 2 O 4). This suspension served as an inoculum for the shaking preculture in a 1 liter flask containing 200 ml of a sterile nutrient solution of similar composition. After an incubation period of thirty hours at 29 ° C, the contents of 20 flasks (4 L) were transferred to 16 liters of nutrient solution of the above composition in a 30 L miniature fermentor and fermented at 29 ° C at 20 L / min and 350 rpm. Under these conditions, the Serratia plymuthica strain increases. When
oli saavutettu bakteerimäärä 4 x 10 bakteeria/ml, sakkaroosi oli muuttunut 100-%:isesti isomaltuloosiksi laimennusnopeudella 0,14/h.had reached a bacterial count of 4 x 10 bacteria / ml, sucrose had been converted to 100% isomaltulose at a dilution rate of 0.14 / h.
b) Valmistettiin esimerkin 2a) mukaan Serratia plymuthica-kannan ymppi ja esiviljelmä ravinneliuoksen puhtauden ollessa 98 %. Samoissa fermentointiolosuhteissa kuin esimerkissä 2a) sakkaroosi muuttui 100-%risesti isomaltuloosiksi laimennusnopeudella 0,09/h.b) An inoculum and preculture of the Serratia plymuthica strain were prepared according to Example 2a) with a purity of the nutrient solution of 98%. Under the same fermentation conditions as in Example 2a), sucrose was converted to 100% isomaltulose at a dilution rate of 0.09 / h.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2741197 | 1977-09-13 | ||
DE19772741197 DE2741197A1 (en) | 1977-09-13 | 1977-09-13 | Continuous sucrose conversion to iso:maltulose - during continuous fermentation of iso:maltulose-forming microorganisms with addn. of sucrose-contg. solns. |
DE19782806216 DE2806216A1 (en) | 1978-02-14 | 1978-02-14 | Continuous sucrose conversion to iso:maltulose - during continuous fermentation of iso:maltulose-forming microorganisms with addn. of sucrose-contg. solns. |
DE2806216 | 1978-02-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI782768A FI782768A (en) | 1979-03-14 |
FI64641B FI64641B (en) | 1983-08-31 |
FI64641C true FI64641C (en) | 1983-12-12 |
Family
ID=25772711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI782768A FI64641C (en) | 1977-09-13 | 1978-09-11 | FOERFARANDE FOER KONTINUERLIG FRAMSTAELLNING AV ISOMALTULOS FRON SACKAROS MED TILLHJAELP AV ISOMALTULOSBILDANDE MIKROOR GAISMER |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0001099B1 (en) |
JP (1) | JPS5838156B2 (en) |
AT (1) | AT367452B (en) |
BR (1) | BR7805934A (en) |
CA (1) | CA1110189A (en) |
DE (1) | DE2860239D1 (en) |
DK (1) | DK148750C (en) |
ES (1) | ES473276A1 (en) |
FI (1) | FI64641C (en) |
IE (1) | IE47250B1 (en) |
IT (1) | IT1099052B (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE6163T1 (en) * | 1979-11-07 | 1984-02-15 | Tate & Lyle Public Limited Company | MANUFACTURE OF ISOMALTULOSE. |
ATE4770T1 (en) * | 1979-11-07 | 1983-10-15 | Tate & Lyle Public Limited Company | MANUFACTURE OF PRODUCTS FOR HUMAN OR ANIMAL CONSUMPTION USING A SUCrose SUBSTITUTE. |
DE3062775D1 (en) * | 1979-11-07 | 1983-05-19 | Tate & Lyle Plc | Tablets containing isomaltulose, their use and a method of producing them |
JPS5836959B2 (en) * | 1980-08-21 | 1983-08-12 | 三井製糖株式会社 | Method for producing palatinose using immobilized α-glucosyltransferase |
DE3038219A1 (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-15 | Süddeutsche Zucker AG, 6800 Mannheim | METHOD FOR PRODUCING ISOMALTULOSE (6-O- (ALPHA) -D-GLUCOPYRANOSIDO-D-FRUCTOSE) WITH THE AID OF IMMOBILIZED BACTERIA CELLS |
DE3528752A1 (en) * | 1985-04-27 | 1986-10-30 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | CONTINUOUS METHOD FOR THE ENZYMATIC PRODUCTION OF ISOMALTULOSE |
JPH01199592A (en) * | 1987-07-27 | 1989-08-10 | Showa Denko Kk | Production of isomaltulose |
JPH02273192A (en) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Meito Sangyo Kk | Production of isomaltulose |
FI105048B (en) * | 1997-05-22 | 2000-05-31 | Xyrofin Oy | Process for the preparation of isomaltulose and other products |
US20100267658A1 (en) | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Sudzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Trehalulose-containing composition, its preparation and use |
DE102009053566B4 (en) * | 2009-11-11 | 2014-08-14 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Microorganisms with increased Sucrosemutaseaktivität |
AU2010335313C1 (en) | 2009-12-23 | 2015-07-02 | Evonik Operations Gmbh | Sweetener and method for the production thereof |
DE102011100772A1 (en) * | 2011-05-05 | 2012-11-08 | Evonik Degussa Gmbh | Process for the preparation of isomaltulose from plant juices |
DE102011083030A1 (en) | 2011-09-20 | 2013-03-21 | Evonik Degussa Gmbh | Mixture composition and its use as a sweetener |
EP3363909A1 (en) | 2017-02-15 | 2018-08-22 | Evonik Degussa GmbH | Process for production of a solid material containing isomaltulose crystals and trehalulose |
EP3653708A1 (en) | 2018-11-14 | 2020-05-20 | Evonik Operations GmbH | Isomaltulose production |
EP3892730A1 (en) | 2020-04-07 | 2021-10-13 | Evonik Operations GmbH | In situ production of isomaltulose |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5638599B2 (en) * | 1973-04-11 | 1981-09-08 |
-
1978
- 1978-09-01 EP EP78100803A patent/EP0001099B1/en not_active Expired
- 1978-09-01 DE DE7878100803T patent/DE2860239D1/en not_active Expired
- 1978-09-11 AT AT0653178A patent/AT367452B/en not_active IP Right Cessation
- 1978-09-11 IT IT27529/78A patent/IT1099052B/en active
- 1978-09-11 FI FI782768A patent/FI64641C/en not_active IP Right Cessation
- 1978-09-11 CA CA311,076A patent/CA1110189A/en not_active Expired
- 1978-09-11 JP JP53110834A patent/JPS5838156B2/en not_active Expired
- 1978-09-12 BR BR7805934A patent/BR7805934A/en unknown
- 1978-09-12 DK DK401778A patent/DK148750C/en not_active IP Right Cessation
- 1978-09-12 ES ES473276A patent/ES473276A1/en not_active Expired
- 1978-09-12 IE IE1836/78A patent/IE47250B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATA653178A (en) | 1981-11-15 |
FI64641B (en) | 1983-08-31 |
AT367452B (en) | 1982-07-12 |
EP0001099A1 (en) | 1979-03-21 |
DK148750B (en) | 1985-09-16 |
FI782768A (en) | 1979-03-14 |
CA1110189A (en) | 1981-10-06 |
JPS5495791A (en) | 1979-07-28 |
DE2860239D1 (en) | 1980-12-04 |
DK401778A (en) | 1979-03-14 |
JPS5838156B2 (en) | 1983-08-20 |
EP0001099B1 (en) | 1980-08-20 |
IT7827529A0 (en) | 1978-09-11 |
IE781836L (en) | 1979-03-13 |
IT1099052B (en) | 1985-09-18 |
ES473276A1 (en) | 1979-04-16 |
BR7805934A (en) | 1979-05-02 |
DK148750C (en) | 1986-02-17 |
IE47250B1 (en) | 1984-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI64641C (en) | FOERFARANDE FOER KONTINUERLIG FRAMSTAELLNING AV ISOMALTULOS FRON SACKAROS MED TILLHJAELP AV ISOMALTULOSBILDANDE MIKROOR GAISMER | |
US4670387A (en) | Fermentative production of isomaltulose | |
KR970009295B1 (en) | Process for preparing trehalulose and isomaltulose | |
US4640894A (en) | Production of isomaltulose using immobilized microorganisms | |
FI72345C (en) | Process for the preparation of isomaltulose (6-O-alpha-D-glucopyranoside o-D-fructose) using immobilized bacterial cells. | |
US4442207A (en) | Process for production of glucosone | |
EP0873995B2 (en) | Crystalline 1-kestose and process for preparing the same | |
KR100199819B1 (en) | Process for preparing xylitol using novel candida tropicalis isolated from nature | |
JP3890744B2 (en) | Method for producing L-ribose using glucose as a starting material | |
JPH04169190A (en) | Production of trehalose and palatinose | |
EP0384534B1 (en) | A process for the fermentative oxidation of reducing disaccharides | |
FI71166B (en) | FREQUENCY FRAMING FOR GLUCOSON | |
US5053328A (en) | Process for the fermentative preparation of L-amino acids from α-keto carboxylic acids | |
KR0131134B1 (en) | Preparation process of isomalto oligo saccharide in hign yield and high purity | |
JPH09154589A (en) | Production of erythritol | |
SU1022663A3 (en) | Method of enzymatic production of isomaltulose | |
KR880002418B1 (en) | Method of producing inosine and guanosine | |
KR960003644B1 (en) | Preparation process of isomalto-oligosaccharide | |
DE2806216A1 (en) | Continuous sucrose conversion to iso:maltulose - during continuous fermentation of iso:maltulose-forming microorganisms with addn. of sucrose-contg. solns. | |
JPH02100693A (en) | Production of galactooligosaccharide | |
RU2132878C1 (en) | Method of gluconic acid salts and citric acid producing | |
JPH06113876A (en) | Production of nucleoside by fermentation method | |
JP2000041662A (en) | Novel microorganism and production of erythritol using the same | |
FR2508061A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING INOSINE AND / OR GUANOSIN |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: BAYER AKTIENGESELLSCHAFT |