PL132931B2 - Process for simultenous manufacture of enzymatic preparation and citric acid - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób jednoczesnego otrzymywania preparatu enzymaty¬ cznego, zwlaszcza preparatu p'ektynolitycznego oraz kwasu cytrynowego z odcieku pofermentacyj¬ nego powstajacego podczas hodowli Aspergillus niger.Jak wiadomo, podczas produkcji kwasu cytrynowego przez spergillus niger metoda powierzchniowa, wydzielane sa do fazy cieklej srodowiska hodowlanego enzymy, zwlaszcza enzymy pektynolityczne, które maja zastosowanie miedzy innymi w przemysle spozywczym do klarowania soków owocowych, moszczów winnych, depektynizacji miazg owocowych itp., nato¬ miast podczas hodowli Aspergillus niger metoda wglebna wydzielane sa glównie enzymy proteoli¬ tyczne wykorzystywane miedzy innymi w przemysle paszowym.Wedlug tradycyjnej technologii kwas cytrynowy zawarty w odcieku pofermentacyjnym pod¬ daje sie neutralizacji w wysokiej temperaturze przy uzyciu wodorotlenku wapniowego, co powo¬ duje praktycznie calkowita inaktywacje kompleksu enzymów znajdujacych sie w odcieku.W literaturze przedmiotu, miedzy innymi z opisu patentowego ZSRR nr 228 651, znany jest sposób otrzymywania preparatu pektynolitycznego i kwasu cytrynowego z cieczy po hodowli Aspergillus niger polegajacy na sublimacyjnym suszeniu calego odcieku i nastepnie dzialaniu 55% alkoholem izopropylowym. Enzymy pektynolityczne pozostaja w osadzie, a kwas cytrynowy wraz z substancjami balastowymi przechodzi do roztworu, z którego jest odzyskiwany tradycyjnymi metodami.W czasopismie Prikladnaja Mikrobiologija i Biochimija 1969 r., nr 3, opisana jest metoda odzyskiwania enzymów z odcieku pofermentacyjnego polegajaca na ich adsorbcji na czasteczkach kwasu benzoesowego. Oddzielony adsorbent rozszczepia sie alkoholem izopropylowym, a nastep¬ nie wytracony preparat enzymatyczny dosusza w temperaturze okolo 35°C.W opisie patentowym PRL nr 103 246 przedstawiony jest sposób jednoczesnego otrzymywa¬ nia preparatu enzymatycznego i kwasu cytrynowego, który polega na tym, ze roztwór pofermenta¬ cyjny poddaje sie neutralizacji w temperaturze ponizej 50°C, po czym po wydzieleniu cytrynianu wapniowego z odcieku, otrzymuje sie preparat enzymów pektynolitycznych jedna ze znanych2 132 931 metod, na przyklad poprzez zageszczanie pod próznia. Sposobem tym otrzymuje sie preparaty enzymatyczne o wysokiej zawartosci suchej masy, w tym szczególnie popiolu, co ogranicza jego cechy uzytkowe w przemysle spozywczym.Celem wynalazku jest opracowanie prostej metody jednoczesnego otrzymywania preparatu o duzej aktywnosci enzymatycznej przy niskiej zawartosci substancji mineralnych oraz kwasu cytrynowego.Cel ten osiagnieto w sposbie wedlug wynalazku, którego istota polega na tym, ze odcinek pofermentacyjny z hodowli Aspergillus niger neutralizuje sie w temperaturze ponizej 50°C, a nastepnie wytracony osad cytrynianu wapnia oddziela sie poprzez filtracje. Z osadu odzyskuje sie kwas cytrynowy, natomiast filtrat demineralizuje sie poprzez elektrodialize przeprowadzona w temperaturze do 40°C przy gestosci pradu 5 mA/cm2-15 mA/cm2, przy czym proces elektrodializy prowadzi sie az do zmniejszenia przewodnosci elektrycznej do okolo 30% wartosci poczatkowej.Podczas elektrodializy substancje wykazujace wlasciwosci elektrolitów przechodza przez membrany do roztworu zatezanego i w ten sposób filtrat zawierajacy enzymy praktycznie pozba¬ wiony zostaje soli mineralnych.Odmineralizowany filtrat zawierajacy enzymy zageszcza sie na przyklad w wyparce próznio¬ wej w temperaturze nie przekraczajacej 50°C, badz utrwala w inny znany sposób. Metoda ta uzyskuje sie oczyszczony preparat o wysokiej aktywnosci enzymatycznej.Proces wedlug wynalazku prowadzi sie w sposób nastepujacy. Odcinek pofermentacyjny z hodowli Aspergillus niger poddaje sie neutralizacji wodorotlenkiem wapniowym. Podczas neutra¬ lizacji temperatura medium nie moze przekraczac 50°C. Po oddzieleniu osadu cytrynianu wapnia, filtrat wprowadza sie w obieg odsalania elektrodializatora. Proces elektrodializy prowadzi sie przy uzyciu membran kationo- i aniono- wymiennych ulozonych na przemian. Podczas procesu do elektrod aparatu przylozone jest napiecie o takiej wartosci, aby gestosc pradu wynosila 5-15 mA/cm2 czynnej powierzchni membrany, korzystnie 10 mA/cm2. Elektrodialize prowadzi sie w temperaturze do 40°C, korzystnie 35°C-40°C, az do zmniejszenia przewodnosci elektrycznej roztworu do okolo 30% wartosci poczatkowej.Odmineralizowany plyn zageszcza sie w znany sposób otrzymujac koncentrat stanowiacy preparat o wysokiej aktywnosci enzymatycznej i duzej czystosci.Natomiast oddzielony osad cytrynianu wapnia zadaje sie kwasem siarkowym uzyskujac roztwór kwasu cytrynowego i siarczan wapniowy czyli gips. Kwas cytrynowy wyodrebnia sie z roztworu na przyklad na drodze krystalizacji.Przyklad . 30dm3 odcieku pofermentacyjnego z hodowli Aspergillus niger o aktywnosci pektynolitycznej 3350°PM i zawartosci kwasu cytrynowego 15,7% zadaje sie 20% roztworem wodorotlenku wapniowego do uzyskania pH 6,5-7,0. Zneutralizowany odciek przy ciaglym mie¬ szaniu przetrzymuje sie przez 60 minut w temperaturze 45°C, po czym filtruje sie na blotniarkach. Z oddzielonego osadu cytranianu wapnia wyodrebnia sie tradycyjnym sposobem kwas cytrynowy poprzez dzialanie na osad kwasem siarkowym. Otrzymuje sie kwas cytrynowy oraz siarczan wapniowy. Filtrat, po oddzieleniu osadu cytranianu wapnia, ma aktywnosc pektynolityczna 30509PM, zawiera 0,2% kwasu cytrynowego oraz szereg metali: K — 385 mg/kg, Na — 330 mg/kg, Ca — 630 mg/kg, Mg — 25 mg/kg, Cu — 0,18 mg/kg, Fe — 18 mg/kg, Zn — 2,6 mg/kg, Pb — 0,9 mg/kg. Filtrat ten majacy przewodnosc 20mS wprowadza sie do elektrodializatora. Stos elektrodializatora zestawiony jest z membran aniono- i kationo- wymiennych ulozonych na przemian, przy czym powierzchnia czynna kazdej z membran wynosi 200 cm2. Podczas procesu elektrodializy do elektrod przylozone jest napiecie o takiej wartosci, by gestosc pradu wynosila 10 mA/cm2 czynnej powierzchni membran. Substancje wykazujace wlasciwosci elektrolitów prze¬ chodza przez membrany do roztworu zatezanego i w ten sposób filtrat zawierajacy enzymy zostaje pozbawiony soli mineralnych. Proces demineralizacji przerywa sie, gdy przewodnosc elektryczna filtratu wynosi 6mS. Odmineralizowany filtrat zawierajacy 210 mg/kg potasu, 180 mg/kg sodu, 360mg/kg wapnia, 17mg/kg magnezu, 0,16mg/kg miedzi, 17mg/kg zelaza ,1,8mg/kg cynku, 0,5 mg/kg olowiu, zateza sie w wyparce prózniowej w temperaturze nie przekraczajacej 50°C do zawartosci 45% ekstraktu. Uzyskano w ten sposób 3,3 dm3 preparatu enzymatycznego o nastepuja¬ cej charakterystyce:132931 3 Aktywnosc pektynolityczna Aktywnosc proteolityczna Aktywnosc amylolityczna Aktywnosc celulolityczna Aktywnosc glukoamylazy Aktywnosc poligalakturonazy Aktywnosc pektynoesterazy Zawartosc suchej masy Zawartosc bialka ogólnego Zawartosc popiolu Zawartosc metali: K Na Ca Mg Fe Zn Cu Pb 23700°PM 760 J. PG/cm3 brak 46 J. EN-CMC/cm3 26 J. GA/cm3 13330 J. PG/cm3 brak 44,7% 10,9% 4,7% 420 mg/dm3 345 mg/dm3 750 mg/dm3 38 mg/dm3 36 mg/dm3 4,2 mg/dm3 0,4 mg/dm3 2,2 mg/dm3 Zastrzezenie patentowe Sposób jednoczesnego otrzymywania preparatu enzymatycznego oraz kwasu cytrynowego z odcieku pofermetacyjnego z hodowli Aspergillus niger poprzez neutralizacje odcieku w temperatu¬ rze ponizej 50°C oraz filtracje wytraconego cytranianu wapniowego, z którego odzyskuje sie kwas cytrynowy, znamienny tym, ze zawierajacy enzymy filtrat demineralizuje sie poprzez elektrodialize przeprowadzana w temperaturze do 40°C przy gestosci pradu 5mA/cm2-15 mA/cm2, przy czym proces elektrodializy prowadzi sie az do zmniejszenia przewodnosci elektrycznej roztworu do okolo 30% wartosci poczatkowej. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób jednoczesnego otrzymywania preparatu enzymatycznego oraz kwasu cytrynowego z odcieku pofermetacyjnego z hodowli Aspergillus niger poprzez neutralizacje odcieku w temperatu¬ rze ponizej 50°C oraz filtracje wytraconego cytranianu wapniowego, z którego odzyskuje sie kwas cytrynowy, znamienny tym, ze zawierajacy enzymy filtrat demineralizuje sie poprzez elektrodialize przeprowadzana w temperaturze do 40°C przy gestosci pradu 5mA/cm2-15 mA/cm2, przy czym proces elektrodializy prowadzi sie az do zmniejszenia przewodnosci elektrycznej roztworu do okolo 30% wartosci poczatkowej. PL