RU1838417C

RU1838417C - Способ получени полисахаридов ксантанового типа

Info

Publication number: RU1838417C
Application number: SU853995132A
Authority: RU
Inventors: Лепрукс Вероник; Пейнье Мишель; Крос Патрик; Бешри Женин; Кеннель Ив
Original assignee: Рон-Пуленк Спесьялитэ Шимик
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1993-08-30
Also published as: FR2575178B1; EP0187092A1; JPH026519B2; US5756317A; FR2575178A1; EP0187092B1; JPS61181393A; BR8506371A; CA1274796A

Description

от выбранного масла и его концентрации в среде.

В качестве неионного поверхностно-активного вещества можно использовать соединени , получаемые путем конденсации алкилепоксида с алифатическим или алкиларомэтическим органическим соединением . Соответствующими поверхностно-активными веществами, которые не ингибируют рост микроорганизмов, вл ютс полиоксиэтиленированные ал- к и г. Ф е и о л ы ,. п о лиоксиэтилинированные спирты, полиоксмэтилинировэнные жирные кислоты, полиоксиэтилинированные тригли- цериды, полиоксиэтилинированные сложные эфиры сорбитана и жирных кислот.

Поверхностно-активные вещества можно вводить полностью или частично, в зави симости от их сродства, в масл ную, или йодную фазу.

Дл осуществлени способа можно стерилизовать отдельно масл ную фазу и водную фазу. После стериализэции и охлаждени масл на фаза может быть смешана с содержащейс в ферментере водной фазой или кажда из фаз может быть введена непрерывно в ферментер при перемешивании . Немедленно образуетс стабильна эмульси . Посев и ферментаци затем провод т известным способом при аэрации и перемешивании. В процессе ферментации рН-значение может поддерживатьс при оптимальном значении за счет впрыскивани щелочного или аммиачного раствора. Также можно осуществл ть периодически или непрерывно введение необходимой дл роста среды.

В конце ферментации и в зависимости от области применени , эмульсию можно использовать такой, кака есть, или водную фазу можно отделить от масл ной фазы за счет дестабилизации эмульсии известным образом, а сусло можно использовать в неочищенном виде, или можно осадить из него полисахарид добавлением низшего спирта, например, изопропанола, с добавлением при необходимости, Осажденный полисахарид отдел ют, вымывают адсорбировавшеес на волокнах масло, затем высушивают и в известных случа х размельчают. Таким образом получают готовый дл использовани порошок.

Согласно другому взрианту способа, полученную после ферментации эмульсию концентрируют путем удалени воды до получени эмульсии, содержащей 8-60% и предпочтительно 15-60 вес.% полисахарида в расчете на вес эмульсии. В этом случае количество используемого дл осуществлени ферментации масла должно быть рассчитано в зависимости от содержани сухого вещества в конце ферментации. Предпочтительно, количество масла в копечной эмульсии недолжно превышать 45% всей среды.

Воду удал ют, например, выпариванием или отгонкой, в известных случа х, при парционзльном давлении. Часть масл ной

фазы может удал тьс в виде. азертррпной- смеси с водой. Можно проводить ультрафильтрацию , использу известные методы и оборудование , при условии выбора пористой гидрофильной мембраны, поры которой до5 статочно малы дл предупреждени происхождени биополимера через мембрану.

Ультрафильтраци обеспечивает сохра-: пение .эмульсий в непрерывной водной фазе . Концентраци засчетультрзфильтрации

0 имеет еще то преимущество, что сохран ет

содержание неорганических солей в водной

фазе при значени х, близких к таковым.

имеющимс в начальном сусле, каково бы

ни было содержание полимера.

5 в виде варианта,, можно концентрировать эмульсию сначала путем ультрафильтрации , и затем с помощью другой операции, например, выпариванием или дистилл цией ..

0 к полученным эмульси м можно добавл ть при необходимости бактерициды, ферменты или любую другую добавку, предназначенную дл особого использовани , при условии, что эта добавка не вредит

5 стабильности эмульсии.

Эмульсии масло-в-воде, согласно изо- бретению, могут примен тьс во всех област х , где требуютс в зкообразные водные среды, например, в строительстве при изго0 товлении красок, в косметической промышленности , фитосанитарии, нефт ной промышленности и т.д, Они обладают тем преимуществом, что их можно использовать непосредственно дл приготовлени водных

5 разбавленных растворов без необходимости прохождени фазы инверсии. Они очень хорошо дисперируютс в воде, скорость их растворени по крайней мере равна таковой исходного сусла. Они хорошо прокачивают0 с и стабильны в очень широком концентрационном интервале. Их в зкость существенно ниже таковой водного раствора , содержащего эквивалентное количество биополимера, так. что можно иметь прокзчи5 ваемые или текучие эмульсии с повышенными концентраци ми полисахаридов в водной фазе.

Следующие примеры даны в качестве иллюстративных и не ограничивают объема изобретени .

Во всех этих примерах поступают следующим образом:- .

питательный водный раствор загружают в ферментер и стериэлизуют; ; масло, содержащее, если этом имеет место, поверхностно-активное (поверхностно-активные ) вещества (а) стериализуют и выливают при перемешивании в водный, содержащийс в ферментере водный раствор при комнатной температуре;

среду засевают предкультурой Xanthomonas campestrls на питательном бульоне МУ, с концентрацией сахарозы 10 г/л.

Пример 1. В ферментер емкостью 20 л помещают 210 г предкул ьтуры, 14л стери- альной эмульсии масло в воде, содержащей по объему 6,25% масл ной фазы и 93,76% водной фазы..

Состав водной фазы, г/л:

декстроза -. 61

дрожжевой экстракт7

N32HP042,35

(МН/ОзРО 2,2

MgSCM -7H2O0,35

Состав масл ной фазы:

деэроматизированный

алифатический-углево- дород 70мас.%

(Exsol Д100, выпускаемый фирмой ESSO

Chernle этоксшшропанные нонилфенолы .-: 30 мае. %

(смесь 67/33 Cemulsol

NP4 и Cemulsol NP17

.продажные марки

фирмы SFOS;

показатель HLB: 11

Услови ферментации

температура28°С

рН, регулируемое при 7, добавлением раствора гидроксида натри

перемешивание400 об/мин

аэраци 0-17 ч0,24 об. скорость в мин.

17-23ч0,48- 23-90ч0 . .

Ферментацию осуществл ют до полного исчезновени сахара.

продолжительность: 90 ч

Эволюци попул ции и удельное сопротивление среды с течением времени указа- ны в табл.1.

Количество полученного действующего начала составл ет 425 г (30,3 г/кг), или выход по отношению к сахару составл ет 56%.

В зкость эмульсии в конце фермента-, ции составл ет 8,1 Па с (в зкость по Брук- фильду при 20°С - игла № 4-30 t (мин).

Пример 2. Повтор ют пример 1 с начальной средой, состо щей на 29% пообь ему из углеводорода Exsol D100 и 71 % водной фазы, имеющей следующий состав, г/л:

ракт

64

9,24

3.08

3,08

0,35

Поверхностно-активный агент не добав- 10 л етс .

Рабочие услови идентичны таковым - примера 1, за исключением аэрации, котора посто нно составл ет 0,98 об.скррость. в мин. Ферментаци длитс 85 ч до стадии, 15 при которой нет больше никакого сахара.

Эволюци попул ции и удельное сопротивление среды даны в табл.1.. Получают 330 г действугащегочначала, или выход составл ет 51,3% по отношению к сахару. В зкость 0 конечной эмульсии составл ет 10.2 Па с (те же услови , что и в примере 1).

При мер 3. Начальна эмульси масло в воде получаетс из 14,125л водной фазы и 0,875 л масл ной фазы. 5 Состав водной фазы, г/л:

сахароза85 растворимый кукурузный экстpaKT (CSL)25,5 0 MgS04 7Н20 .. 0,28

Масл на фаза содержит 70 вес.% рапсового масла и 30% этоксилированного но- : нилфенола (Cemulsol NP4).

Показатель HLB: 9

5 Среду засевают как в примере 1. Услови ферментации: температура 28°С

рН, регулируемое при 7, путем добавлени раствора гидроксида натри 0 перемешивание 0-17 ч390 об/мин 17-24ч 500 об/мин 24-84ч 600 об/мин аэраци 0-17 ч 0,92 об. скорость в мин,- 5 17-844 1,4- средн сила рассе ни (: 6,09 KW)M3. По истечении 84 ч получают 51 г ксзнта- новой смолы на кг среды. Выход в расчете на израсходованную сахарозу: 64%. 0 Консистенци К (по закону Освальда) среды составл ет 37 Па с и показатель псевдопластичности .195.

По сравнению с этим, водное сусло, содержащее 48,5 г/кг полимера, имеет конси- 5 стенцию Па с и показатель ,24.

Продолжают ферментацию до 113 часов . Получают 66 г/кг полимера. Выход в расчете на израсходованную сахарозу 83%.

Пркмбры 4 и 5: Реализуют две ерментации в эмульсии масло в воде, со- ; ержащей 0,875 л масл ной фазы и 14,125л одной фазы.

Состав среды следующий, %:5 сахароза 8 растворимый кукурузный экстракт (CSL) 4 МдЗСм -7Н20 , 0.05 масло 3,5 10 поверхностно-активные вещества 1,5 Масл на фаза образована рапсовым аслом и нативными жирными этоксйлиро- анными спиртами (Cerrujlspl A$§) (Дл приера 4, алифатическими углеводородами 15 Exsol 080) и зтоксилированнЫмй нрнилфе- олами (смесь 50/50 Cemulsol NP4 emulsol NP17 дл примера 5).

Услови ферментации следующие: .

Переме- 20 шивание 390 об/мин 500 об/мин : 500 об/мин (пример 4) 25 600 о б/мин (пример 5)

.Ферментаци продолжаетс вплоть до олного исчезновени сахарозы:

Результаты Пример 4 Пример 5 30 продолжи-- .. тельность 68 ч 80ч действующее .:„.,. . начало 47,4 г/кг 51 г/кг выход в расчете на 35 и сахарозу 60% 64%

пр пи за в ем

ид . да и пе об 28

Та

кс р и д то п п и п

те ц н

й с в

и

П р и м е р ы 6-14. С помощью 1 мл предкультуры Xanthomonas campestris на питательном бульоне МУ с 10 г/л сахарозы засевают 100 мл эмульсионной среды масло в воде, содержащейс в колбе Эрленмейера емкостью 500 мл,

Водна фаза, обща дл всех примеров, идентична таковой примере 3, .:. Измен ют состав масл ной фазы. Кажда колба содержит 95 мас.% водной фазы и 5 мас.% масл ной фазы. Содержимое колб перемешивают с помощью ротационной мешалки , вращающейс со скоростью 220 об/мин С амплитудой 5 см и инкубируют при 28°С в течение 89 м. Результаты указаны в

ТабЛ,2.; ; : ; .

Ф ор м у л а. и з о б р е т с и и

Claims

1. Способ получени полисахармдов ксантанового типэ, включающий культивирование микроорганизмов-продуцентов иолисахаридов на питательной среде, содержащей углеводы, источник азота и факторы роста, в услови х аэрации и перемешивание культуральной жидкости, причем культивирование осуществл ют в маслосодержащей эмульсии, отличаю щи и с тем, что. с целью повышени выхода целевого продукта, используют эмульсию типа масло в воде, содержащую 1-30% масла,

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве микроорганизмов-продуцентов полйсахаридов используют природные бактерии.вида Xanthomonas campestris.

3. Способ по п. 1 или 2, о т л и ч а ю щ и- й с тем, что, с целью стабилизации эмульсии , в нее ввод т поверхностно-активное вещество с HLB 6-11.

,- . . . -Таблица.1 . . Л . Изменение попул ции и удельного сопротивлени среды во времени

Таблица 2

Количество получаемого полимера и выход ферментации в зависимости от композиции масл ной фазы

Контроль - без наела.

.« Exsol DOO - алифатические углеводороды Ksso Cheaie Isopar И: изопарафины - Ess о Chetaie

Сети 1 sol ВР4, НГ5, BP7t этоксилироаанные нонилфенолы - фирмы SFOS Cemulsol US, AS5, Т: этоксилировэнные олеоцстиловые спирты- фирмы

Брукфильд, 20 С, игла V If, 30 об/нин.