RU2132384C1 - Способ получения лимонной кислоты - Google Patents
Способ получения лимонной кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132384C1 RU2132384C1 RU96120611/13A RU96120611A RU2132384C1 RU 2132384 C1 RU2132384 C1 RU 2132384C1 RU 96120611/13 A RU96120611/13 A RU 96120611/13A RU 96120611 A RU96120611 A RU 96120611A RU 2132384 C1 RU2132384 C1 RU 2132384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- starch
- dry matter
- suspension
- preparation
- citric acid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается технологии получения пищевых органических кислот, а именно лимонной кислоты, методом глубинной ферментации. Способ включает гидролиз крахмальной суспензии, осуществляемый путем разжижения крахмальной суспензии с содержанием сухих веществ 26-36 мас. % с помощью ферментного препарата бактериальной α-амилазы из расчета 0,5-1,5 ед. амилолитической активности на 1 г сухого вещества крахмала, добавление минеральных солей и ферментацию с помощью Aspergillus niger. Перед добавлением солей крахмальную суспензию выдерживают при избыточном давлении 0,1 МПа в течение 30 мин. В качестве исходного крахмалосодержащего сырья используют очищенную крахмальную суспензию - полупродукт производства крахмала с концентрацией сухих веществ 36%. Технический результат состоит в расширении сырьевой базы и экологической чистоте технологии. 1 табл.
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается технологии пищевых органических кислот, а именно лимонной кислоты, методом глубинной ферментации.
В настоящее время наиболее распространенным видом отечественного сырья для производства лимонной кислоты является меласса. В связи с сезонным характером подготовки данного вида сырья, а также недостаточным уровнем экологической чистоты процесса при получении лимонной кислоты на данном сырье, возникает задача замены мелассы другими видами сырьевых материалов, пригодными для ферментации их в глубинных условиях. Одним из таких видов сырья, удовлетворяющих указанным требованиям является крахмал, который с целью получения лимонной кислоты подвергают гидролизу с последующей ферментацией с помощью гриба-кислотообразователя Аspergillus niger.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения лимонной кислоты с использованием питательной среды, содержащей крахмал, заключающийся в том, что 15%-ную суспензию крахмала сначала подвергают гидролизу при помощи α-амилазы в количестве 0,3% к массе сухих веществ крахмала при 70oC в течение 45 мин для получения гидролиза с декстрозным эквивалентом DE≤10, добавляют минеральные соли при pH 3,0, стерилизуют под давлением 0,98•105 Pa, добавляют метанол к количестве 2,0 об.%, после чего смесь ферментируют с помощью гриба Aspergillus niger с получением целевого продукта.
В данном способе, также как и в других указанных методах в качестве исходного сырья используется сухой крахмал, который суспендируется, затем подвергается гидролизу. Сухой крахмал относится к сравнительно дорогостоящим сырьевым материалам и его применение в указанных способах снижает их экономическую эффективность, и, следовательно, является их недостатком. Кроме того, указанная технология не позволяет добиться экологической чистоты процесса в связи с использованием метанола.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода лимонной кислоты, снижение ресурсозатрат на подготовку гидролизата крахмала, расширение сырьевой базы и создание экологически чистой технологии лимонной кислоты.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения лимонной кислоты на основе питательной среды, содержащей гидролизат крахмала и минеральные соли, включающем гидролиз крахмальной суспензии ферментным препаратом бактериальной α-амилазы при повышенной температуре, добавление минеральных солей к гидролизату крахмала и последующую ферментацию питательной среды грибом-кислотообразователем Aspergillus niger, приводят гидролиз крахмальной суспензии, содержащей 26 - 36 мас.% сухих веществ, ферментным препаратом бактериальной α-амилазы, взятом в количестве 0,5 - 1,5 единиц амилолитической способности на 1 г сухого вещества крахмала, а перед добавлением минеральных солей выдерживают крахмальную суспензию под избыточным давлением 0,1 МПа в течение 30 мин.
В качестве исходного крахмалосодержащего сырья, подвергаемого гидролизу, используют очищенную крахмальную суспензию - полупродукт производства крахмала с концентрацией сухих веществ 36 мас.% или сухой крахмал с содержанием 88 мас. % сухих веществ, а в качестве ферментного препарата бактериальной α-амилазы используют препарат, 1 г которого имеет амилолитическую способность (А.С.) 1000 единиц.
Способ иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
Пример 1.
а) Подготовка конидий продуцента
Конидии гриба - продуцента Asp. niger взвешивают в стерильную пробирку из расчета 400 мг на 100 см3, помещают в среду для замачивания конидий следующего состава, г на 1 дм3:
Сахар-песок - 50
Дигидрофосфат калия - 0,16
Нитрат аммония - 2,5
Сульфат магния гептагидрат - 0,25
Суспензию конидий в колбе ставят на качалку с числом оборотов 160 мин-1 и выдерживают 5 - 6 часов при температуре 32oС.
Конидии гриба - продуцента Asp. niger взвешивают в стерильную пробирку из расчета 400 мг на 100 см3, помещают в среду для замачивания конидий следующего состава, г на 1 дм3:
Сахар-песок - 50
Дигидрофосфат калия - 0,16
Нитрат аммония - 2,5
Сульфат магния гептагидрат - 0,25
Суспензию конидий в колбе ставят на качалку с числом оборотов 160 мин-1 и выдерживают 5 - 6 часов при температуре 32oС.
б) Приготовление питательной среды для выращивания посевного мицелия
12,4 г сухого крахмала растворяют в нагретой до 50oC водопроводной воде и доводят объем до 200 см3, получая 5 мас.%-ную крахмальную суспензию (в расчете на сухое вещество крахмала), при интенсивном перемешивании нагревают крахмальную суспензию до 60oC и вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 0,3 см3, которое соответствует 0,05 мас.% препарата к массе сухого вещества крахмала или 0,5 единицам А. С. /г сухого вещества крахмала, при постоянном перемешивании в течение 45 мин, доводят температуру до 85oC и выдерживают в этом режиме 90 мин.
12,4 г сухого крахмала растворяют в нагретой до 50oC водопроводной воде и доводят объем до 200 см3, получая 5 мас.%-ную крахмальную суспензию (в расчете на сухое вещество крахмала), при интенсивном перемешивании нагревают крахмальную суспензию до 60oC и вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 0,3 см3, которое соответствует 0,05 мас.% препарата к массе сухого вещества крахмала или 0,5 единицам А. С. /г сухого вещества крахмала, при постоянном перемешивании в течение 45 мин, доводят температуру до 85oC и выдерживают в этом режиме 90 мин.
Затем гидролизат крахмала выдерживают при избыточном давлении 0,1 МПа в течение 30 мин, охлаждают до 45 - 50oC и стерильно вносят 5 см3 раствора нитрата аммония концентрации 10 мас.%, 0,5 см3 раствора сульфата магния гептогидрата концентрации 10 мас.%, 0,32 см3 раствора дигидрофосфата калия концентрации 10 мас.%.
в) Приготовление питательной среды для ферментации 90 г сухого крахмала растворяют в водопроводной воде, нагретой до 50oC. доводят объем до 300 см3, получая 26 мас.%-ную крахмальную суспензию (в расчете на сухое вещество крахмала), которую нагревают при интенсивном перемешивании до 60oC и вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 1,95 см3, что соответствует 0,05 мас.% препарата к массе сухого вещества крахмала или 0,5 единиц А.С./г сухого вещества крахмала, при постоянном перемешивании в течение 45 мин, доводят температуру до 85oC и выдерживают при этой температуре 90 мин. Для прекращения действия ферментного препарата гидролизат нагревают до кипения, охлаждают до 20oC и доводят объем до 500 см3.
Затем гидролизат крахмала выдерживают при избыточном давлении 0,1 МПа в течение 30 мин, охлаждают до 45 - 50oC и стерильно вносят 12,5 см3 раствора нитрата аммония концентрации 10 мас.%, 1,25 см3 раствора сульфата магния гептагидрата концентрации 10 мас.%, 0,8 см3 раствора дигидрофосфата калия концентрации 10 мас. %, и стерильно разбавляют водой до концентрации ферментированного сахара 150±10 г/дм3.
г) Выращивание посевного мицелия
В колбы емкостью 750 см3 помещают 50 см3 питательной среды и засевают 10 см3 суспензии конидий. Колбы ставят на качалку с числом оборотов 160 мин-1 и выдерживают в течение 48 час при температуре 32oC.
В колбы емкостью 750 см3 помещают 50 см3 питательной среды и засевают 10 см3 суспензии конидий. Колбы ставят на качалку с числом оборотов 160 мин-1 и выдерживают в течение 48 час при температуре 32oC.
д) Ферментация питательной среды на основе гидролизата крахмала в лимонную кислоту
В колбы емкостью 750 см3 помещают 50 см3 питательной среды и засевают ее 10 см3 подрощенного мицелия. Колбы ставят на качалку с числом оборотов 160 мин-1 и выдерживают в течение 6 суток при температуре 32oC. После ферментации культуру гриба инактивируют кипячением и определяют технико-экономические показатели процесса.
В колбы емкостью 750 см3 помещают 50 см3 питательной среды и засевают ее 10 см3 подрощенного мицелия. Колбы ставят на качалку с числом оборотов 160 мин-1 и выдерживают в течение 6 суток при температуре 32oC. После ферментации культуру гриба инактивируют кипячением и определяют технико-экономические показатели процесса.
Данные сведены в таблицу.
Пример 2.
а) Подготовку конидий продуцента, выращивание посевного мицелия, ферментацию питательной среды проводят аналогично примера 1.
Для приготовления питательной среды используют очищенную крахмальную суспензию, содержащую 36 мас.% сухих веществ крахмала.
б) Приготовление питательной среды для выращивания посевного мицелия
32 см3 очищенной крахмальной суспензии - полупродукта производства крахмала доводят водопроводной водой до объема 200 см3, получая 5,8 мас.%-ную крахмальную суспензию. Дальнейшие операции проводят согласно примеру 1.
32 см3 очищенной крахмальной суспензии - полупродукта производства крахмала доводят водопроводной водой до объема 200 см3, получая 5,8 мас.%-ную крахмальную суспензию. Дальнейшие операции проводят согласно примеру 1.
в) Приготовление питательной среды для ферментации 250 см3 очищенной крахмальной суспензии - полупродукта производства крахмала нагревают до 60oC при интенсивном перемешивании вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 2,25 см3, что соответствует 0,05 мас. % препарата к массе сухого вещества крахмала или 0,5 единицам А.С./г сухого вещества крахмала. Дальнейшие операции согласно примера 1.
Данные сведены в таблицу.
Пример 3.
а) Подготовку конидий продуцента, выращивание посевного мицелия, ферментацию питательной среды проводят аналогично примера 1.
б) Приготовление питательной среды для выращивания посевного мицелия
12,0 г сухого крахмала растворяют в нагретой до 50oC водопроводной воде и доводят объем до 200 см3, получая 5,0 мас.%-ную крахмальную суспензию, при интенсивном перемешивании нагревают крахмальную суспензию до 60oC и вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 0,8 см3, что соответствует 0,15 мас.% препарата к массе сухого вещества крахмала или 1,5 единицы А.С./г сухого вещества крахмала.
12,0 г сухого крахмала растворяют в нагретой до 50oC водопроводной воде и доводят объем до 200 см3, получая 5,0 мас.%-ную крахмальную суспензию, при интенсивном перемешивании нагревают крахмальную суспензию до 60oC и вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 0,8 см3, что соответствует 0,15 мас.% препарата к массе сухого вещества крахмала или 1,5 единицы А.С./г сухого вещества крахмала.
Дальнейшие операции проводят аналогично примера 1.
в) Приготовление питательной среды для ферментации 90 г сухого крахмала растворяют в водопроводной воде, нагретой до 50oC, доводят объем до 300 см3, получая 26 мас. %-ную крахмальную суспензию, при интенсивном перемешивании нагревают до 60oC вводят 2 мас.%-ный раствор ферментного препарата бактериальной α-амилазы в количестве 6,0 см3, что соответствует 0,15 мас.% препарата к массе сухого вещества крахмала или 1,5 единицам А.С./г сухого вещества крахмала.
Дальнейшие операции проводят аналогично примера 1.
Пример 4 (по прототипу)
а) Подготовка конидий продуцента, применяемого в примерах 1 - 3 аналогично примера 1.
а) Подготовка конидий продуцента, применяемого в примерах 1 - 3 аналогично примера 1.
б) Приготовление гидролизата крахмала
150 г сухого крахмала растворяют в нагретой до 50oC водопроводной воде и доводят объем до 1000 см3, при интенсивном перемешивании вводят 0,3% к массе сухих веществ крахмала ферментный препарат бактериальной α-амилазы с активностью 1000 ед. /г, что составляет 3,45 ед. А.С. на 1 г сухого вещества крахмала. Затем смесь нагревают до 70oC и выдерживают при перемешивании 45 мин.
150 г сухого крахмала растворяют в нагретой до 50oC водопроводной воде и доводят объем до 1000 см3, при интенсивном перемешивании вводят 0,3% к массе сухих веществ крахмала ферментный препарат бактериальной α-амилазы с активностью 1000 ед. /г, что составляет 3,45 ед. А.С. на 1 г сухого вещества крахмала. Затем смесь нагревают до 70oC и выдерживают при перемешивании 45 мин.
Далее гидролизат нагревают до кипения и кипятят 10 мин для инактивации фермента.
в) Приготовление питательной среды для ферментации
Гидролизат охлаждают до температуры 30oC, доводят 2 н раствором серной кислоты значение величины pH до 3,0 и добавляют минеральные соли нитрат аммония - 1,5 г/дм3, дигидрофасфат калия - 0,15 г/см3, сульфат магния гептагидрат - 0,2 г/дм3, ионы железа трехвалентного - 0,005 г/дм3, затем питательный раствор выдерживают при избыточном давлении 0,1 МПа в течение 20 мин.
Гидролизат охлаждают до температуры 30oC, доводят 2 н раствором серной кислоты значение величины pH до 3,0 и добавляют минеральные соли нитрат аммония - 1,5 г/дм3, дигидрофасфат калия - 0,15 г/см3, сульфат магния гептагидрат - 0,2 г/дм3, ионы железа трехвалентного - 0,005 г/дм3, затем питательный раствор выдерживают при избыточном давлении 0,1 МПа в течение 20 мин.
После охлаждения питательную среду вносят 2,0 об.% метанола и смесь ферментируют аналогично примера 1.
Технический результат опытов, представленный в примерах 1 - 3 таблицы, по сравнению с прототипом состоит в увеличении выхода лимонной кислоты до 81,6 - 87,2 мас.% и получен благодаря благоприятным условиям гидролиза крахмальной суспензии при температуре 85oC, избыточном давлении 0,1 МПа в течение 30 мин, меньшей дозе ферментативного препарата α-амилазы, равной 0,5 - 1,5 единиц А.С./г сухого вещества крахмала.
Увеличение дозы препарата α-амилазы выше 1,5 единиц А.С./г сухого вещества для гидролиза крахмальной суспензии не позволит получить увеличение выхода лимонной кислоты по сравнению с достигнутым в примере 3.
Уменьшение дозы препарата α-амилазы меньше, чем 0,5 единиц А.С./г сухого вещества крахмала для гидролиза крахмальной суспензии, содержащей 36 мас.% сухих веществ, также не позволит получить достигнутый выход лимонной кислоты, как в примерах 1 - 3.
Увеличение концентрации сухих веществ крахмала в суспензии выше 36 мас.% приводит к затрудненному перемешиванию при гидролизе, ухудшению условий гидролиза и снижению технического результата.
Другой технический результат предлагаемого изобретения, а именно: снижение ресурсозатрат на подготовку стадии гидролиза, достигнут по сравнению с прототипом благодаря использованию для гидролиза крахмальной суспензии, содержащей 26 - 36 мас.% сухих веществ крахмала. В этом случае для подготовки стадии гидролиза требуются той же емкости аппараты и те же трудовые ресурсы, что и по известному способу, но увеличивается в 1,7 - 2,5 раза количество сухого вещества крахмала, которое перерабатывается за один технологический цикл.
Уменьшение концентрации сухих веществ крахмала в суспензии меньше 26 мас. % приводит к нежелательному увеличению ресурсозатрат на подготовку стадии гидролиза.
Применение данного способа является более предпочтительным и с экологической точки зрения, так как неиспользование метанола повышает экологическую чистоту процесса в целом, что также является существенным преимуществом.
Предлагаемый способ получения лимонной кислоты в качестве исходного сырья распространяется как на 25 мас.%-ную по сухим веществам крахмальную суспензию, так и на очищенную крахмальную суспензию - полупродукт крахмально-паточного производства, что ведет к расширению сырьевой базы производства лимонной кислоты и в то же время является более эффективным по сравнению с использованием сухого крахмала, как, например, в известном способе, так как относится к более дешевому сырью и не требует дополнительной стадии подготовки суспензии крахмала. Вместе с этим появляется возможность организации цеха лимонной кислоты непосредственно при производстве крахмалопродуктов, что значительно упростит и удешевит процесс получения лимонной кислоты за счет отсутствия проблем, связанных с транспортировкой сырья.
Список литературы
1. Патент N 125986 Польши, МКИ 3 С 12 Р 7/48. Sposob wytwarzania kwasu cytronowego na podlozu zavlerаjacym skrobie/ E.Bolach W.Lesniak, J.Ziobrowski - N 215688, Заявлено 17.05.79, опубл. 30.06.85.
1. Патент N 125986 Польши, МКИ 3 С 12 Р 7/48. Sposob wytwarzania kwasu cytronowego na podlozu zavlerаjacym skrobie/ E.Bolach W.Lesniak, J.Ziobrowski - N 215688, Заявлено 17.05.79, опубл. 30.06.85.
Claims (1)
- Способ получения лимонной кислоты на основе питательной среды, содержащей гидролизат крахмала и минеральные соли, включающий гидролиз крахмальной суспензии ферментным препаратом бактериальной α-амилазы при повышенной температуре, добавление минеральных солей к гидролизату крахмала и последующую ферментацию питательной среды грибом-кислотообразователем Aspergillus niger, отличающийся тем, что проводят гидролиз крахмальной суспензии, содержащей 26 - 36 мас.% сухих веществ, ферментным препаратом α-амилазы, взятым в количестве 0,5 - 1,5 единиц амилолитической способности на 1 г сухого вещества крахмала, а перед добавлением минеральных солей крахмальную суспензию выдерживают под избыточным давлением 0,1 МПа в течение 30 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96120611/13A RU2132384C1 (ru) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Способ получения лимонной кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96120611/13A RU2132384C1 (ru) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Способ получения лимонной кислоты |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96120611A RU96120611A (ru) | 1999-01-27 |
RU2132384C1 true RU2132384C1 (ru) | 1999-06-27 |
Family
ID=20186598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96120611/13A RU2132384C1 (ru) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Способ получения лимонной кислоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2132384C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555521C2 (ru) * | 2013-10-08 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок" (ФГБНУ ВНИИПД) | Способ стерилизации питательных сред и ферментатора для производства лимонной кислоты |
-
1996
- 1996-10-08 RU RU96120611/13A patent/RU2132384C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555521C2 (ru) * | 2013-10-08 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок" (ФГБНУ ВНИИПД) | Способ стерилизации питательных сред и ферментатора для производства лимонной кислоты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU762656B2 (en) | Method of producing gamma-decalactone | |
CN108719991B (zh) | 一种利用豆渣和豆腐黄浆水制备含有纳豆菌的红曲的方法 | |
JPH02502333A (ja) | カンジダ・ギエルモンディを培養することによってキシロースからキシリトールを調製する方法 | |
CN107201383B (zh) | 一种可提高d-乳酸生产强度的d-乳酸生产方法 | |
RU2132384C1 (ru) | Способ получения лимонной кислоты | |
US3868307A (en) | Production of distillers yeast | |
JP2000037196A (ja) | アンモニア耐性l(+)−乳酸産生能菌およびl(+)−乳酸の生産方法 | |
US3988204A (en) | Production of glucoamylase for conversion of grain mashes in the production of grain spirits | |
CN102994400B (zh) | 降解脐橙囊衣微生物、含有其的酶制剂及应用 | |
NO161811B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av etanol ved hjelp av fermentering i to trinn. | |
CN114409826A (zh) | 一种从美洲大蠊药渣中提取甲壳素的方法 | |
CN109234247A (zh) | 一种葡萄糖氧化酶及其制备方法 | |
US4734368A (en) | Process for the bioconversion of fumarate to L-malate | |
KR20010102256A (ko) | L-소르보스의 제조 방법 | |
CN104498542A (zh) | 连续法发酵生产l-乳酸的方法 | |
RU2186850C2 (ru) | Способ получения лимонной кислоты | |
RU2215036C2 (ru) | Способ получения лимонной кислоты | |
SU1693049A1 (ru) | Способ приготовлени питательной среды дл культивировани продуцентов пектолитических ферментов | |
RU2165974C2 (ru) | Культуральная среда для получения фермента целлюлазы при его промышленном производстве методом глубинного культивирования гриба trichoderma viride 44-11-62/3 и способ получения фермента целлюлазы в этой среде | |
King et al. | Submerged-culture production of Botrytis cinerea mycelium | |
CN106754838B (zh) | 一种提高黑曲霉产蛋白酶能力的方法 | |
SU1081209A1 (ru) | Способ приготовлени питательной среды дл культивировани продуцентов глюкоамилазы | |
SU1094346A1 (ru) | Штамм @ @ ВУД @ -2 N @ 203-продуцент амилолитических ферментов,используемых дл осахаривани крахмалсодержащего сырь при производстве спирта и способ получени амилолитических ферментов дл осахаривани | |
US3028309A (en) | Processes for producing l-glutamic acid from carbohydrates | |
SU1116058A1 (ru) | Питательна среда дл культивировани продуцента мацерирующих ферментов @ @ -31 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051009 |