Jak wiadomo pewne rodzaje plesniow- ców z gatunku Aspergillus, Citromyces, Mueor i Peniciliuim posiadaja zdolnosc przetwarzania cukru z roztworów na kwas cytrynowy.Jako roztwory fermentujace mozna ró¬ wniez stosowac rozcienczone* melasy cu¬ krowe (patrz patent niemiecki nr 461356), w których zawartosc substancji pozyw¬ nych moze byc ewentualnie uzupelniona przez substancje mineralne zwlaszcza fos¬ forany, znajdujace sie w melasie przewaz¬ nie, w ilosci niedostatecznej. Fermentacje przeprowadza sie w ten sposób, ze wyja¬ lowiony roztwór pozywkowy melasy za¬ szczepia sie zarodnikami odpowiednio wy¬ branych i przeszczepianych plesniowców wyzej podanych rodzajów. W .odpowied¬ niej temperaturze np. 30°C zarodniki roz¬ mnazaja sie szybko na powierzchni roz¬ tworu pozywkowego i tworza micele ples- niowcowa, w której zachodzi proces prze¬ miany cukru na kwas cytrynowy. Podczas tego procesu biochemicznego tylko czesc cukru ulegla przemianie na kwas cytryno¬ wy, podczas gdy czesc cukru' zostaje zu¬ zyta do odbudowy organicznej substancji miceli grzybowej, pozostala zas czesc cu¬ kru zostaje przez oddechanie spalona na dwutlenek #wegla, wskutek czego uzysku¬ je sie energie potrzebna do przebiegu procesu. W celu osiagniecia dobrego wy-tfiku gospodarczego calego prócesti po¬ trzeba, aby mozliwie szybko i mozliwie duzo cukru uleglo przemianie na kwas cy¬ trynowy. Jest wiec rzecza celowa, aby ilosc cukru, która zostaje przemieniona na substancje miceli, oraz ta ilosc cukru, (któ¬ ra ulegla przemianie na dwutlenek wegla byly mozliwie male.Z tego tez wzgledu proponowano od- dechanie miceli hamowac przez dodawa¬ nie trucizn (patrz patent niemiecki nr 544589) albo rozrost miceli grzybowej po¬ wyzej wielkosci koniecznej ograniczac przez niszczenie substancji powodujacych ten rozrost.Poniewaz miejsce, w którym proces wytwarzania sie kwasu cytrynowego z cu¬ kru^ zachodzi samoistnie, stanowiamicela grzybowa na powierzchni roztworu fer¬ mentujacego, jest wiec rzecza konieczna, * aby ta micela z prawidlowa i duza zdol¬ noscia dzialania byla wytwarzana szybko w dostatecznej ilosci. Dobra micela grzy¬ bowa o duzej sile dzialania nie jest zbyt gruba, tworzy zwarta mocna blone o su¬ chej, bardzo pofaldowanej powierzchni i o silnie rozgalezionym rozroscie w glab pozywki oraz o gladkiej powierzchni we¬ wnetrznej, która styka sie z ciekla po¬ zywka.Po zaszczepieniu roztworów melaso¬ wych lub innych roztworów pozywko- wydi zarodnikami plesniowców czesto da¬ je sie zauwazyc, ze aczkolwiek zarodniki rozrastaja sie, to jednak tworzy sie cien¬ ka blona grzybowa, która wówcz&s prze¬ maka i opada pod powierzchnie pozywki, albo nie powstaje w ogóle blona zrosnieta, lecz tylko pojedyncze wysepki plesniow¬ ców. O ile taka „chora" micela grzybowa przemoknie lub sie rozerwie albo spadnie pod powierzchnie pozywki, wówczas trze¬ ba uskutecznic nowe szczepienie, po któ¬ rym zwykle powstaje juz nowa zrosnieta micela grzybowa. Powoduje to jednak przedluzenie czasu fermentacji, z jednej strony z powodu przedluzenia czasti po¬ trzebnego do wytworzenia miceli, a z dru¬ giej strony wskutek tego, iz opadla mi¬ cela przemoczona przeszkadza dyfuzji roz¬ tworu fermentacyjnego do nowej zdrowej miceli. Przemoczenie miceli grzybowej zwieksza niebezpieczenstwo zakazenia, poniewaz mokra powierzchnia blony grzy¬ bowej latwiej ulega zakazeniu bakteriami i innymi drobnoustrojami. Ponadto stwier¬ dzono, ze blona grzybowa, która ulega przemoczeniu albo tworzy tylko powoli blone zwarta, na stronie wewnetrznej nie 'jest gladka, lecz chropawa, i zle przepusz¬ cza roztwór pozywkowy do* komórek.Stwierdzono, ze to „chorobliwe" two¬ rzenie sie miceli grzybowej na roztworze melasy zalezy od substancji czynnych po¬ wierzchniowo, które sie nagromadzaja na powierzchni roztworu pozywkowego nie wydzielajac sie przy tym jako nowa faza powierzchniowa. Substancje te powoduja zmiane napiecia powierzchniowego i nada¬ ja roztworowi sklonnosc do wytwarzania piany.Stwierdzono, ze temu niekorzystnemu zjawisku mozna zapobiec w ten sposób, ze usuwa sie te substancje posiadajace wplyw na napiecie powierzchniowe roztworu, tj. substancje silnie czynne powierzchniowo.Srodki do usuwania tych substancji i zapobiegania wyzej podanemu niekorzy¬ stnemu ich dzialaniu moga byc róznego rodzaju. Czasami wystarczy tylko zwykle zebranie wymienionych substancji z po¬ wierzchni cieczy. O wiele skuteczniejsze sa jednak takie srodki, które umozliwiaja prawidlowe usuniecie substancji czynnych powierzchniowo. Do takich srodków na¬ lezy w pierwszym rzedzie usuwania piany z roztworu pozywkowego przez wdmuchi¬ wanie bardzo rozdrobnionego powietrza albo innych gazów. W! wytworzonej pia¬ nie usuwa sie czynne substancje z po¬ wierzchni roztworu pozywkowego i moz- - 2 —na to usuwanie uskuteczniac przez zmia¬ ne ilosci wdmuchiwanego powietrza albo zmiane okresu czasu usuwania piany.Przez zmiane tych czynników mozna osia¬ gnac najlepsze warunki dla rozrostu i przebiegu fermentacji w sposób przemy¬ slowy przy pomocy szeregu doswiadczen przeprowadzanych w skali laboratoryjnej.Inny zabieg prowadzacy do calkowite¬ go lub czesciowego usuniecia substancji czynnych powierzchniowo polega na za¬ stosowaniu adsorpcji przy wytwarzaniu roztworu pozywkowego. Mozna przy tym postepowac w ten sposób, ze do roztworu fermentujacego wprowadza sie gotowe ad- sorbujace substancje nierozpuszczalne, które po dzialaniu w ciagu pewnego cza¬ su usuwa sie z roztworu przez pozosta¬ wienie do odstania albo przez odsaczenie.Jako takie substancje mozna z korzy¬ scia stosowac wegiel drzewny albo wegiel aktywny, glinke (glinki bielace), zel krze¬ mowy albo zel glinkowy.Inny celowy srodek polega na tym, ze w roztworze pozywkowym straca sie sub¬ stancje, które wykazuja znaczne dzialanie adsorbujace. Nalezy tu np. wytwarzanie osadów siarczanu baru, nierozpuszczal¬ nych siarczków, wodorotlenków lub we¬ glanów albo innych nierozpuszczalnych zwiazków metali ciezkich albo wapniow- ców, przy czym srodków stracajacych do¬ daje sie do roztworu pozywkowego. Przez zmiane ilosci substancji adsorbujacych al¬ bo rodzaju lub ilosci srodków stracaja¬ cych, przebiegu i szybkosci tworzenia sie osadu mozna za pomoca wstepnych prób uzyskac najkorzystniejsze warunki i wiel¬ kosc stopnia usuwania substancji czynnych powierzchniowo, tak iz w ten sposób osia¬ ga sie najlepsze warunki pracy przyrza¬ dzania roztworów pozywkowych.Jest rzecza zrozumiala, ze podane srodki do przyrzadzania roztworów po¬ zywkowych mozna odpowiednio laczyc ze soba w celu uzyskania jak najlepszego wyniku.Nizej podaje sie kilka przykladów wy¬ konania, które ulatwiaja zrozumienie spo¬ sobu pracy wedlug wynalazku i wyjasnia¬ ja wplyw opisanych srodków.Do przeprowadzania sposobu wedlug wynalazku w skali laboratoryjnej stosuje sie miski emaliowane p srednicy 20 cm (powierzchni 315 cm2) i wysokosci 10 cm.Miski te napelnia sie 2 litrami roztworu pozywkowego, który przyrzadzono roz¬ puszczajac 600 g cukru melasowego. Roz¬ twór ppzywkowy zakwasza sie okolo 20 cm3 2n kwasu siarkowego i dodaje sie okolo 4 cm3 10%-owego roztworu kwasu fosforowego. Roztwór ten wyjalawia sie przez gotowanie i w pomieszczeniu wyja¬ lowionym wprowadza sie do miseczek doswiadczalnych. Roztwór oziebiony do mniej wiecej 35°C zasiewa sie specjalnie przeszczepianymi zarodnikami odpowied¬ nich plesniowców.Po 12-dniowej fermentacji w tempera¬ turze okolo 30°C roztwory dobrze prze- fermentowane zawieraja tylko okolo 2— 5% nieprzefermentowanego cukru w sto- stosunku do ilosci poczatkowej. Wówczas roztwór sie odstawia, wyjmuje sie micele grzybowa, odciska ja i wylugowuje. Ciecz wylugowana dodaje sie do cieczy fermen¬ tujacej i w cieczy tej przez dodanie wap¬ na straca sie podczas gotowania cytrynian wapnia. Analitycznie okreslona w nim ilosc kwasu cytrynowego po przeliczeniu na 100 czesci uzytego cukru stanowi wy¬ dajnosc fermentacji.W nizej podanych przykladach prze¬ prowadzano stale w tych samych warun¬ kach piec jednakowych doswiadczen, aby otrzymac dobra srednia wyników. W kaz¬ dej misce znajdowalo sie 600 g melasy, tj. 300 g cukru.Przyklad porównawczy. W pierwszej grupie doswiadczen prace prowadzono z wyzej opisanym roztworem pozywko- — 3 -wym melasy bez zadnego innego .srodka.Po zaszczepieniu powstala po 24 godzi¬ nach silnie wilgotniejaca micela grzybowa, która w trzech z pieciu uzytych misek za¬ tonela, tak iz roztwory te musialy byc szczepione ponownie. W dwóch nastep¬ nych miskach micela grzybowa wytworzy¬ la sie po 48 godz. W dwóch miskach szcze¬ pienie okazalo sie stosunkowo obfite i wy¬ tworzylo miekka, dajaca sie z trudnoscia odcisnac powloke grzybowa. Po 12-dnio- wej fermentacji z ipieciu misek, zawiera¬ jacych razem 1500 g culkru, otrzymano 993 g suchego cytrynianu wapnia i 705 g kwasu cytrynowego, tak iz wydajnosc wynosila 47 g kwasu cytrynowego na 100 g cukru.Przyklad I. Uzyto tej samej melasy, jak i w przykladzie porównawczym, i przygotowano taki sam roztwór pozyw- kowy. Po wyjalowieniu cala ilosc, wyno¬ szaca 10,5 litra roztworu pozywkowego, pozbawiono piany wdmuchujac powietrze za pomoca porowatej plyty ceramicznej pod cisnieniem 100 mm slupa rteci w cia¬ gu 10 minut. Z 10,5 litra roztworu pozyw¬ kowego usunieto % litra piany. Pozostale 10 litrów rozdzielono do 5 niisetk fermen¬ tacyjnych i poddano fermentacji. Wytwa¬ rzanie sie miceli grzybowej i caly prze¬ bieg fermentacji byl bez zarzutu. Uzyska¬ no mocna, zdrowa niezakazona blone grzy¬ bowa. Po 12-dniowej fermentacji otrzyma¬ no z. 1500 g cukru 1345 g suchego cytrynia¬ nu wapnia i 976 g kwasu cytrynowego, tak iz proces fermentacji przebiegal z wydaj¬ noscia 65 g kwasu cytrynowego w oblicze¬ niu na 100 g uzytego cukru.Przyklad II. Prace prowadzono z ta sama melasa, jak i w przykladzie porów¬ nawczym, i z tak samo przygotowanym roztworem pozywkowym. Róznica polega¬ la na tym, ze do calego ladunku, wyno¬ szacego 10 litrów, przy wyjalawianiu uzy¬ to 25 g wegla aktywnego. Po pólgodzin¬ nym mieszaniu wrzacego roztworu roztwór ten odsaczono i po ostudzeniu poddano szczepieniu jak w poprzednim przykla¬ dzie. Powstala zdrowa micela grzybowa i caly proces fermentacji przebiegl bez za¬ kazenia. Po 12-dniowej fermentacji z 1500 g cukru otrzymano ogólem "1280 g suchego cytrynianu wapnia i 952 g kwasu cytrynowego, tak iz wydajnosc wynosila 63,5* g kwasu cytrynowego na 100 g uzy¬ tego cukru.Przyklad III. Z tej samej melasy, jak w poprzednich przykladach, przygotowano taki sam roztwór pozywkowy. Przy wyja¬ lawianiu w roztworze tym z uzytych 5 g siarczanu cynku po dodaniu roztworu siarczku sodowego w malym nadmiarze stracil sie silnie adsorbujaco dzialajacy osad siarczku cyniku, który odfiltrowano.Po zaszczepieniu wytworzyla sie mocna zdrowa micela grzybowa. Fermentacja przebiegala bardzo prawidlowo. Po 12 dniach otrzymano z 1500 g cukru 1408 g cytrynianu wapnia i 1038 g kwasu cytry¬ nowego. Wydajnosc wynosila zatem 69,2 czesci kwasu cytrynowego w obliczeniu na 100 czesci cukru, znajdujacego sie w me¬ lasie.Pod okresleniem „substancje silnie czynne powierzchniowo" w opisie i za¬ strzezeniach patentowych nalezy rozu¬ miec substancje, które nawet w malych ilosciach znacznie zmieniaja napiecie po¬ wierzchniowe roztworu powierzchniowego, tj. zwiekszaja je albo ewentualnie zmniej¬ szaja.Oprócz melasy mozna w dowolny spo¬ sób stosowac równiez inne zaciery, zawie¬ rajace weglowodany, jak roztwory cukro¬ we róznego stopnia czystosci, soki wytla¬ czane albo scukrzone, zawierajace skrobie zaciery, które nastepnie mozna przefer- mentowac na kwas cytrynowy wedlug sposobu niniejszego.Srodki wskazane w podanych przykla¬ dach wykonania, za pomoca których usu¬ wa sie substancje czynne powierzchniowo, — 4 -sa stosoW&nc W ;)rz6mysle fermentacyj¬ nym, lecz zasadniczo do zupelnie innego celu niz do fermentacji kwasu cytrynowe¬ go z zacierów zawierajacych weglowoda¬ ny, jak melasy.A wiec w zacierach poddawanych fer¬ mentacji alkoholowej, która jako taka jest zwiazana z obfitym wydzielaniem sie pia¬ ny wskutek wytwarzania sie gazu, piane powstajaca przy gotowaniu zacieru usuwa sie przez wyszumowanie. Równiez wytwo¬ ry fermentacji, jak piwo albo wino, zosta¬ ja utrwalone przez dodanie gotowych srod¬ ków klarujacych albo przez stracanie ich z dodawanych roztworów soli; wszystkie te zabiegi maja jednak inny cel i sa stoso¬ wane zupelnie inaczej niz wedlug sposobu niniejszego. PL