RU2294371C2 - Method for preparing citric acid and acid-stable amylolytic enzymes complex - Google Patents
Method for preparing citric acid and acid-stable amylolytic enzymes complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294371C2 RU2294371C2 RU2005104519/13A RU2005104519A RU2294371C2 RU 2294371 C2 RU2294371 C2 RU 2294371C2 RU 2005104519/13 A RU2005104519/13 A RU 2005104519/13A RU 2005104519 A RU2005104519 A RU 2005104519A RU 2294371 C2 RU2294371 C2 RU 2294371C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- citric acid
- acid
- complex
- preparing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения лимонной кислоты ферментацией среды на основе гидролизата крахмала грибом Aspergillus niger и выделением ее из ферментированного раствора.The invention relates to the microbiological industry and relates to a method for producing citric acid by fermentation of a medium based on a starch hydrolyzate with Aspergillus niger fungus and isolating it from a fermented solution.
Известный традиционный способ получения кристаллической лимонной кислоты на основе мелассы и сахара включает много стадий: отделение мицелия фильтрованием культуральной жидкости, термообработка при температуре 80-100°С ферментированного раствора, осаждение целевого продукта в виде цитрата кальция, разложение соли серной кислотой, фильтрацию гипсовой суспензии через активированный уголь, кристаллизацию (Технологическая инструкция по производству пищевой лимонной кислоты. Л.: ЛИИПП, 1981, 130 с.).A well-known traditional method for producing crystalline citric acid based on molasses and sugar involves many stages: separating the mycelium by filtering the culture fluid, heat treatment at a temperature of 80-100 ° C of the fermented solution, precipitating the target product in the form of calcium citrate, decomposing the salt with sulfuric acid, filtering the gypsum suspension through activated carbon, crystallization (Technological instructions for the production of food citric acid. L .: LIIPP, 1981, 130 S.).
Использование экологически вредных реагентов значительно усложняет процесс и требует дополнительной очистки растворов лимонной кислоты, регенерации сорбента, увеличения энерго- и материальных затрат. Кроме того, в способе невозможно получение кислотостабильных ферментов.The use of environmentally harmful reagents significantly complicates the process and requires additional purification of citric acid solutions, sorbent regeneration, and increased energy and material costs. In addition, in the method it is impossible to obtain acid-stable enzymes.
Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ получения лимонной кислоты из культуральной жидкости, имеющей активность α-амилазы и глюкоамилазы, включающий отделение мицелия гриба-кислотообразователя Aspergillus niger от ферментированного раствора, очистку ферментированного раствора с температурой ≤32° посредством фильтрации через мембрану с диаметром 0,65 мкм и разделение очищенного ферментированного раствора через мембрану, удерживающую молекулярную массу в пределах 1000-50000, на раствор лимонной кислоты и раствор кислотостабильных амилолитических ферментов (патент России №2233882, 10.08.2004, Бюл. №22).The closest to the invention is a method for producing citric acid from a culture fluid having α-amylase and glucoamylase activity, comprising separating Aspergillus niger mycelium from the fermented solution, purification of the fermented solution with a temperature of ≤32 ° by filtration through a membrane with a diameter of 0.65 microns and the separation of the purified fermented solution through a membrane that holds the molecular weight in the range of 1000-50000, a solution of citric acid and a solution of acid stability nyh amylolytic enzymes (Russian Patent №2233882, 10.08.2004, Bull. №22).
Таким образом, известным способом получают из культуральной жидкости раствор лимонной кислоты с массовой концентрацией 120-125 г/дм3, недостаточно очищенный от активных ферментов, и раствор комплекса кислотостабильных амилолитических ферментов. В результате раствор лимонной кислоты характеризуется определенной цветностью (оптическая плотность D при λmax 400 нм 0,04-0,29), обусловленной, в частности, присутствием низкомолекулярных аминосахаров культуральной жидкости, являющихся субстратом для развития микрофлоры, что сокращает сроки хранения раствора. Кроме того, используемые в способе для очистки полученной культуральной жидкости ни суспензия бентонита, ни углеволокнистый материал типа Карбопон-актив, ни мембрана с диаметром пор 0,65 мкм не позволяют полностью удалить клетки продуцента гриба Aspergillus niger из ферментированного раствора, поэтому после разделения ультрафильтрацией раствор кислотостабильных амилолитических ферментов содержит клетки гриба Aspergillus niger в количестве 20-30 КОЕ/см3, что не соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293 для ферментных препаратов.Thus, in a known manner, a citric acid solution with a mass concentration of 120-125 g / dm 3 , insufficiently purified from active enzymes, and a solution of a complex of acid-stable amylolytic enzymes are obtained from the culture fluid. As a result, the citric acid solution is characterized by a certain color (optical density D at λ max 400 nm 0.04-0.29), due, in particular, to the presence of low molecular weight amino sugars of the culture fluid, which are a substrate for the development of microflora, which reduces the shelf life of the solution. In addition, neither a suspension of bentonite, nor a carbon fiber material of the Carbopon-active type, nor a membrane with a pore diameter of 0.65 μm used in the method for purification of the obtained culture fluid can completely remove the cells of the producer of the Aspergillus niger fungus from the fermented solution, therefore, after separation by ultrafiltration, the solution acid-stable amylolytic enzymes contains Aspergillus niger fungal cells in an amount of 20-30 CFU / cm 3 , which does not meet the requirements of SanPiN 2.3.2.1293 for enzyme preparations.
Таким образом, получение кристаллической лимонной кислоты и сухого комплекса кислотостабильных амилолитических ферментов в известном способе отсутствует.Thus, obtaining crystalline citric acid and a dry complex of acid-stable amylolytic enzymes in the known method is absent.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение одновременно кристаллической лимонной кислоты и сухого комплекса кислотостабильных амилолитических ферментов высокого качества и с высоким выходом.The technical result of the invention is to obtain simultaneously crystalline citric acid and a dry complex of acid-stable amylolytic enzymes of high quality and in high yield.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается способом получения лимонной кислоты из культуральной жидкости, имеющей активность α-амилазы и глюкоамилазы, включающим отделение мицелия гриба-кислотообразователя Aspergillus niger от ферментированного раствора при температуре ≤32°С, очистку ферментированного раствора с температурой ≤32°С посредством фильтрации через мембрану с диаметром пор 0,65 мкм и разделение ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу в пределах 1000-50000, на раствор лимонной кислоты и раствор кислотостабильных амилолитических ферментов, в котором согласно изобретению используют ферментированный раствор с концентрацией белка 1,5-7,0 г/дм3, который дополнительно очищают через мембраны с диаметром пор 0,45 мкм, 0,15 мкм, раствор лимонной кислоты концентрируют, причем раствор с содержанием белка 0,05-0,15 г/дм3 предварительно осветляют, а затем концентрируют, кристаллизуют и отделяют кристаллы лимонной кислоты от маточного раствора, при этом маточный раствор с оптической плотностью при λmax 400 нм, равной 0,1-0,4, возвращают на стадию концентрирования, а с оптической плотностью при λmax 400 нм, равной 0,41-0,8, предварительно осветляют, а затем возвращают на стадию концентрирования, раствор упомянутых ферментов высушивают сублимацией или распылением до получения сухого комплекса с ферментативной активностью α-амилазной 700-900 ед./г и глюкоамилазной 10000-15000 ед./г или осаждают с последующим высушиванием до получения сухого комплекса с ферментативной активностью α-амилазной 1000-1300 ед./г и глюкоамилазной 20000-26000 ед./г.The technical result of the invention is achieved by a method of producing citric acid from a culture fluid having α-amylase and glucoamylase activity, comprising separating the mycelium of the Aspergillus niger acid-forming fungus from the fermented solution at a temperature of ≤32 ° C, purification of the fermented solution with a temperature of ≤32 ° C by filtration through a membrane with a pore diameter of 0.65 μm and separation by ultrafiltration through a membrane holding a molecular weight in the range of 1000-50000, into a solution of citric acid and Op acid-amylolytic enzymes, in which the invention is used fermented protein solution with a concentration of 1.5-7.0 g / dm 3, which is further purified through membranes with a pore diameter of 0.45 microns, 0.15 microns, the citric acid solution is concentrated, moreover, a solution with a protein content of 0.05-0.15 g / dm 3 is pre-clarified, and then concentrated, crystallized and crystals of citric acid are separated from the mother liquor, while the mother liquor with an optical density at λ max 400 nm of 0.1 -0.4, return to stage end trirovaniya, and with an optical density at λ max 400 nm of 0,41-0,8 previously clarified, and then returned to the concentration step, the solution of said enzymes, freeze-dried or spray-dried to obtain a complex with the enzymatic activity of α-amylase 700- 900 units / g and glucoamylase 10000-15000 units / g or precipitated, followed by drying to obtain a dry complex with enzymatic activity of α-amylase 1000-1300 units / g and glucoamylase 20000-26000 units / g.
Сведения, подтверждающие возможность достижения технического результата предлагаемого изобретения, представлены в примерах.Information confirming the possibility of achieving the technical result of the invention is presented in the examples.
В примерах используют ферментированный раствор, который получают ферментацией среды на основе гидролизата крахмала грибом Aspergillus niger и фильтрованием культуральной жидкости.In the examples, a fermented solution is used, which is obtained by fermenting a medium based on a starch hydrolyzate with Aspergillus niger fungus and filtering the culture liquid.
Ферментированный раствор представляет собой жидкость, концентрация лимонной кислоты в котором составляет 100-150 г/дм3, значение декстриногенной активности (ДАк) - (0,5-3,7) ед./см3, сахарогенной активности (САк) - (20-200) ед./см3, оптическая плотность D при λmax 400 нм 1,5-5,0, при λmax 750 нм 2,0-3,5, характеризующая соответственно цветность и мутность раствора, содержание белка 1,5-7,0 г/дм3, рН 1,3-2,8.The fermented solution is a liquid, the concentration of citric acid in which is 100-150 g / dm 3 , the value of dextrinogenic activity (DAA) - (0.5-3.7) units / cm 3 , sugar activity (SAA) - (20 -200) units / cm 3 , optical density D at λ max 400 nm 1.5-5.0, at λ max 750 nm 2.0-3.5, characterizing respectively the color and turbidity of the solution, protein content 1.5 -7.0 g / dm 3 , pH 1.3-2.8.
В примерах используют капсульные фильтрующие мембранные элементы на основе стекловолоконного картона, фторопласта марок КФМ.К, КФМ.СЦ, КФМ.Ф (НПП "ТехноФильтр", г.Владимир с размером пор 0,65, 0,45 и 0,15 мкм). Для ультрафильтрации применен аппарат ВПУ НПК "Биотест", г.Кириши, Россия и полые волокна с удерживанием молекулярной массы 1000, 5000, 15000, 50000.In the examples, capsule filtering membrane elements based on fiberglass cardboard, fluoroplastic grades KFM.K, KFM.STs, KFM.F (NPP TekhnoFiltr, Vladimir with pore sizes of 0.65, 0.45 and 0.15 microns) are used. . For ultrafiltration, the apparatus of VPU NPK Biotest, Kirishi, Russia, and hollow fibers with a molecular weight retention of 1000, 5000, 15000, 50,000 were used.
В примерах используют известные способы анализа: определение содержания кислоты в растворах титриметрическим методом, определение оптической плотности растворов, декстриногенной и сахарогенной активностей с помощью колориметрического метода, белка - методом Лоури, микробиологических показателей - по ГОСТ 20264.1-74, показателей лимонной кислоты - по ГОСТ 908-2004.In the examples, well-known methods of analysis are used: determination of the acid content in solutions by the titrimetric method, determination of the optical density of solutions, dextrinogen and sugar activity using the colorimetric method, protein using the Lowry method, microbiological indicators according to GOST 20264.1-74, citric acid indicators according to GOST 908 2004.
Пример 1Example 1
В ферментатор объемом 30 дм3 помещают 16,0 дм3 питательной среды и засевают ее подрощенным мицелием. Ферментацию проводят при температуре 32°С и числе оборотов мешалки в минуту 120 на первые сутки процесса, 150-200 - на 2 сутки, 250-300 - 3-4 сутки, 300-350 - 5-6 сутки. После ферментации биомассу гриба отделяют на воронке Бюхнера и в ферментированном растворе определяют оптическую плотность раствора, активность кислотостабильных амилолитических ферментов, концентрацию белка и лимонной кислоты. Ферментированный раствор объемом 18,0 дм3, с содержанием лимонной кислоты 100 г/дм3, белка - 7,0 г/дм3, ДАк 3,7 ед./см3, САк 200 ед./см3, D при λmax 400 нм 5,0, D при λmax 750 нм 3,5, рН 2,8 пропускают последовательно через фильтрующие мембраны с диаметром пор 0,65 мкм, 0,45 мкм и 0,15 мкм (микрофильтрация) для полного удаления остатков мицелия, а затем раствор, полностью очищенный от клеток, содержащий кислоту и кислотостабильные амилолитические ферменты, разделяют ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу 50000, на раствор лимонной кислоты и раствор кислотостабильных амилолитических ферментов. Раствор лимонной кислоты объемом 16,0 дм3 с содержанием белка 0,15 г/дм3 предварительно осветляют, смешивая с суспензией активного угля из расчета 0,5 г угля на 100 г лимонной кислоты при температуре 20°С и смесь перемешивают в течение 1,0 часа. Суспензию фильтруют и осветленный раствор лимонной кислоты концентрируют при вакууме 0,082 МПа (615 мм рт.ст.) до объема 2,2 дм3. Полученный раствор с содержанием лимонной кислоты 69% охлаждают до плюс 8°С и перемешивают при этой температуре в течение 1,5 часов, суспензию кристаллов лимонной кислоты центрифугируют при температуре плюс 8°С, кристаллы отделяют от жидкости фильтрацией, промывают водой с температурой плюс 30°С в объеме 0,03 дм3 с одновременным отсасыванием жидкости с последующим высушиванием при температуре плюс 50°С в течение 1,5 часов. 16.0 dm 3 of nutrient medium is placed in a fermenter with a volume of 30 dm 3 and inoculated with bred mycelium. Fermentation is carried out at a temperature of 32 ° C and the number of revolutions of the stirrer per minute 120 on the first day of the process, 150-200 - on the 2nd day, 250-300 - 3-4 days, 300-350 - 5-6 days. After fermentation, the biomass of the fungus is separated on a Buchner funnel and the optical density of the solution, the activity of acid-stable amylolytic enzymes, and the concentration of protein and citric acid are determined in the fermented solution. A fermented solution with a volume of 18.0 dm 3 , with a citric acid content of 100 g / dm 3 , protein - 7.0 g / dm 3 , DAK 3.7 units / cm 3 , SAK 200 units / cm 3 , D at λ max 400 nm 5.0, D at λ max 750 nm 3.5, pH 2.8 is passed sequentially through filtering membranes with pore diameters of 0.65 μm, 0.45 μm and 0.15 μm (microfiltration) to completely remove residues the mycelium, and then the solution, completely purified from cells, containing acid and acid-stable amylolytic enzymes, is separated by ultrafiltration through a membrane holding a molecular weight of 50,000 into a solution of citric acid and a creature of acid-stable amylolytic enzymes. A solution of citric acid with a volume of 16.0 dm 3 with a protein content of 0.15 g / dm 3 is pre-clarified by mixing with a suspension of activated carbon at the rate of 0.5 g of coal per 100 g of citric acid at a temperature of 20 ° C and the mixture is stirred for 1 0 hours. The suspension is filtered and the clarified citric acid solution is concentrated under vacuum of 0.082 MPa (615 mm Hg) to a volume of 2.2 dm 3 . The resulting solution with a citric acid content of 69% is cooled to plus 8 ° C and stirred at this temperature for 1.5 hours, the suspension of citric acid crystals is centrifuged at plus 8 ° C, the crystals are separated from the liquid by filtration, washed with water at a temperature of plus 30 ° C in a volume of 0.03 dm 3 with simultaneous suction of the liquid, followed by drying at a temperature of plus 50 ° C for 1.5 hours.
После отделения кристаллов маточный раствор 1 объемом 0,9 дм3 с содержанием лимонной кислоты 329 г/дм3 и D при λmax 400 нм 0,10 возвращают на стадию концентрирования раствора лимонной кислоты. Маточный раствор 2 от второго отделения объемом 1,1 дм3 с содержанием лимонной кислоты 350 г/дм3 и D λmax 400 нм 0,20 возвращают на стадию концентрирования раствора лимонной кислоты от третьей ферментации. Маточный раствор 3 объемом 1,12 дм3, с содержанием лимонной кислоты 358 г/дм3 и D при λmax 400 нм 0,40 возвращают на стадию концентрирования раствора лимонной кислоты от четвертой ферментации. Маточный раствор 4 объемом 1,15 дм3, с содержанием лимонной кислоты 403 г/дм3 и D при λmax 400 нм 0,41 возвращают на стадию осветления раствора лимонной кислоты после пятой ферментации и смешивают с суспензией активного угля из расчета 1,0 г угля на 100 г лимонной кислоты при температуре 20°С в течение 1 ч. Маточный раствор 5 объемом 1,1 дм3, с содержанием лимонной кислоты 447 г/дм3 и D при λmax 400 нм 0,62 возвращают на стадию осветления раствора лимонной кислоты после шестой ферментации по аналогии с маточным раствором 5. Маточный раствор 6 объемом 1,22 дм3, с содержанием лимонной кислоты 608 г/дм3 и D при 0,68 и последующий маточный раствор 7 объемом 1,25 дм3 с содержанием лимонной кислоты 625 г/дм3 и D при λmax 400 нм 0,8 возвращают на стадию осветления раствора лимонной кислоты после последующей ферментации и смешивают с суспензией активного угля из расчета 2,0 г угля на 100 г лимонной кислоты. Раствор ферментов после ультрафильтрации объемом 0,4 дм3 высушивают сублимацией при температуре замораживания ферментов минус 60°С, в течение 10 часов. В сухом комплексе определяют активность α-амилазы и глюкоамилазы.After separation of the crystals, the mother liquor 1 with a volume of 0.9 dm 3 with a citric acid content of 329 g / dm 3 and D at λ max 400 nm 0.10 is returned to the stage of concentration of the citric acid solution. The mother liquor 2 from the second compartment with a volume of 1.1 dm 3 with a citric acid content of 350 g / dm 3 and D λ max 400 nm 0.20 is returned to the stage of concentration of the citric acid solution from the third fermentation. The mother liquor 3 with a volume of 1.12 dm 3 , with a citric acid content of 358 g / dm 3 and D at λ max 400 nm of 0.40 is returned to the stage of concentration of the citric acid solution from the fourth fermentation. The mother liquor 4 with a volume of 1.15 dm 3 , with a citric acid content of 403 g / dm 3 and D at λ max 400 nm of 0.41 is returned to the stage of clarification of the citric acid solution after the fifth fermentation and mixed with a suspension of activated carbon at the rate of 1.0 g of coal per 100 g of citric acid at a temperature of 20 ° C for 1 h. A stock solution of 5 with a volume of 1.1 dm 3 , with a citric acid content of 447 g / dm 3 and D at λ max 400 nm 0.62 is returned to the clarification stage citric acid solution after the sixth fermentation by analogy with the mother liquor 5. The mother liquor 6 with a volume of 1.22 dm 3 , containing by pressing citric acid 608 g / dm 3 and D at 0.68 and the subsequent mother liquor 7 with a volume of 1.25 dm 3 with a citric acid content of 625 g / dm 3 and D at λ max 400 nm 0.8 are returned to the clarification stage of the citric solution acid after subsequent fermentation and mixed with a suspension of activated carbon at the rate of 2.0 g of coal per 100 g of citric acid. The solution of enzymes after ultrafiltration with a volume of 0.4 DM 3 is dried by sublimation at a freezing temperature of enzymes minus 60 ° C, for 10 hours. In a dry complex, the activity of α-amylase and glucoamylase is determined.
Сухой комплекс ферментов получают также путем смешивания раствора ферментов после ультрафильтрации с температурой 25°С объемом 0,48 дм3 с раствором едкого натрия (NaOH) с содержанием NaOH 3% объемом 0,010 дм3 до рН 3,3 или объемом 0,012 дм3 до рН 4,8 с последующим смешиванием с раствором этилового спирта объемом 1,44 дм3 с содержанием этилового спирта 96%, что соответствует объемному соотношению 1:3 и содержанию спирта в смеси 70%. При температуре раствора спирта минус 10°С спиртовую суспензию фермента центрифугируют при температуре минус 8°С и осадок высушивают распылением при температуре теплоагента от 110 до 160°С. В сухом комплексе определяют активность α-амилазы и глюкоамилазы.A dry enzyme complex is also obtained by mixing an enzyme solution after ultrafiltration with a temperature of 25 ° C with a volume of 0.48 dm 3 with a sodium hydroxide solution (NaOH) with a NaOH content of 3% with a volume of 0.010 dm 3 to pH 3.3 or a volume of 0.012 dm 3 to pH 4.8, followed by mixing with a solution of ethyl alcohol with a volume of 1.44 dm 3 with an ethyl alcohol content of 96%, which corresponds to a volume ratio of 1: 3 and an alcohol content of 70% in the mixture. At an alcohol solution temperature of minus 10 ° C, the alcohol suspension of the enzyme is centrifuged at a temperature of minus 8 ° C and the precipitate is spray dried at a heat agent temperature of 110 to 160 ° C. In a dry complex, the activity of α-amylase and glucoamylase is determined.
Результаты представлены в таблице 1.The results are presented in table 1.
Пример 2.Example 2
Ферментацию, очистку растворов, выделение лимонной кислоты и комплекса ферментов проводят согласно примеру 1.Fermentation, purification of solutions, isolation of citric acid and a complex of enzymes is carried out according to example 1.
Используют ферментированный раствор с содержанием лимонной кислоты 120 г/дм3, белка 5,3 г/дм3, ДАк 3,0 ед./см3, Сак 130 ед./см3, D при λmax 400 нм 2,2, D при λmax 750 нм 2,6, рН 1,9. Ультрафильтрацию проводят через мембрану, удерживающую молекулярную массу 15000, и получают раствор лимонной кислоты с содержанием белка 0,09 г/дм3, который осветляют согласно примеру 1.A fermented solution is used with a citric acid content of 120 g / dm 3 , a protein of 5.3 g / dm 3 , a DA of 3.0 units / cm 3 , a Sac of 130 units / cm 3 , D at λ max 400 nm 2.2, D at λ max 750 nm 2.6, pH 1.9. Ultrafiltration is carried out through a membrane holding a molecular weight of 15,000, and get a solution of citric acid with a protein content of 0.09 g / DM 3 which is clarified according to example 1.
Данные опыта представлены в таблице 1.The experience data are presented in table 1.
Пример 3.Example 3
Ферментацию, очистку растворов, выделение лимонной кислоты и комплекса ферментов проводят согласно примеру 1.Fermentation, purification of solutions, isolation of citric acid and a complex of enzymes is carried out according to example 1.
Используют ферментированный раствор с содержанием лимонной кислоты 130 г/дм3, белка 4,3 г/дм3, ДАк 2,5 ед./см3, Сак 100 ед./см3, D при λmax 400 нм 2,2, D при λmax 750 нм 2,7, рН 2,3.A fermented solution is used with a citric acid content of 130 g / dm 3 , a protein of 4.3 g / dm 3 , DAK 2.5 units / cm 3 , Sac 100 units / cm 3 , D at λ max 400 nm 2.2, D at λ max 750 nm 2.7, pH 2.3.
Ультрафильтрацию проводят через мембрану, удерживающую молекулярную массу 5000, и получают раствор лимонной кислоты с содержанием белка 0,05 г/дм3, который осветляют согласно примеру 1.Ultrafiltration is carried out through a membrane holding a molecular weight of 5000, and get a solution of citric acid with a protein content of 0.05 g / DM 3 which is clarified according to example 1.
Данные опыта представлены в таблице 1.The experience data are presented in table 1.
Пример 4.Example 4
Ферментацию, очистку растворов, выделение лимонной кислоты и комплекса ферментов проводят согласно примеру 1.Fermentation, purification of solutions, isolation of citric acid and a complex of enzymes is carried out according to example 1.
Используют ферментированный раствор с содержанием лимонной кислоты 150 г/дм3, белка 1,5 г/дм3, ДАк 0,5 ед./см3, Сак 20 ед./см3, D при λmax 400 нм 1,5, D при λmax 750 нм 2,0, рН 1,3. Ультрафильтрацию проводят через мембрану, удерживающую молекулярную массу 1000, и получают раствор лимонной кислоты с содержанием белка 0,02 г/дм3. Осветление раствора лимонной кислоты после ультрафильтрации не проводят. Маточные растворы с D при λmax 400 нм 0,41-0,8 осветляют, смешивая с суспензией активного угля из расчета 2,0 г угля на 100 г лимонной кислоты при температуре 70°С и смесь перемешивают в течение 30 минут. Суспензию фильтруют и осветленный маточный раствор возвращают на стадию концентрирования.A fermented solution is used with a citric acid content of 150 g / dm 3 , a protein of 1.5 g / dm 3 , a DAc of 0.5 units / cm 3 , a Sac of 20 units / cm 3 , D at λ max 400 nm of 1.5, D at λ max 750 nm 2.0, pH 1.3. Ultrafiltration is carried out through a membrane holding a molecular weight of 1000, and get a solution of citric acid with a protein content of 0.02 g / DM 3 . Clarification of a solution of citric acid after ultrafiltration is not carried out. Stock solutions with D at λ max 400 nm 0.41-0.8 are clarified by mixing with a suspension of activated carbon at the rate of 2.0 g of coal per 100 g of citric acid at a temperature of 70 ° C and the mixture is stirred for 30 minutes. The suspension is filtered and the clarified mother liquor is returned to the concentration step.
Данные опыта представлены в таблице 1.The experience data are presented in table 1.
Пример 5 (по прототипу)Example 5 (prototype)
Ферментацию, очистку растворов, выделение лимонной кислоты и комплекса ферментов проводят согласно примеру 1.Fermentation, purification of solutions, isolation of citric acid and a complex of enzymes is carried out according to example 1.
Используют ферментированный раствор с содержанием лимонной кислоты 125 г/дм3, белка 3,5 г/дм3, ДАк 1,8 ед./см3, Сак 58 ед./см3, D при λmax 400 нм 2,4, D при λmax 750 нм 2,3, рН 2,3. Микрофильтрацию ферментированного раствора проводят через мембрану с диаметром пор 0,65 мкм. Ультрафильтрацию осуществляют через мембрану, удерживающую молекулярную массу 50000, и получают очищенный от остатков мицелия продуцента и ферментов раствор лимонной кислоты с содержанием белка 0,35 г/дм3 и раствор ферментов, содержащий клетки продуцента в количестве 30 КОЕ/см3, а полученный после осаждения спиртом и высушивания сухой комплекс ферментов содержит клетки продуцентов в количестве 2 КОЕ/г, что не соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293.A fermented solution is used with a citric acid content of 125 g / dm 3 , a protein of 3.5 g / dm 3 , a DA of 1.8 units / cm 3 , a Sac of 58 units / cm 3 , D at λ max 400 nm 2.4, D at λ max 750 nm 2.3, pH 2.3. Microfiltration of the fermented solution is carried out through a membrane with a pore diameter of 0.65 μm. Ultrafiltration is carried out through a membrane retaining a molecular weight of 50,000, and a citric acid solution with a protein content of 0.35 g / dm 3 and an enzyme solution containing producer cells in an amount of 30 CFU / cm 3 and obtained after precipitation with alcohol and drying, the dry enzyme complex contains producer cells in an amount of 2 CFU / g, which does not meet the requirements of SanPiN 2.3.2.1293.
Данные опыта представлены в таблице 1.The experience data are presented in table 1.
Результаты, полученные в примерах 1-4 по предлагаемому способу, и в примере 5 - по прототипу, показывает, что использование в примерах 1-4 мембран с диаметром пор 0,45 мкм и 0,15 мкм дополнительно с мембраной 0,65 мкм для очистки ферментированного раствора с концентрацией белка 1,5-7,0 г/дм3, позволяет полностью удалить клетки продуцента и получить «стерильный» ферментированный раствор, а после его ультрафильтрации - и более чистый раствор лимонной кислоты и раствор амилолитических ферментов.The results obtained in examples 1-4 by the proposed method, and in example 5 by the prototype, shows that the use in examples 1-4 of membranes with pore diameters of 0.45 μm and 0.15 μm in addition with a membrane of 0.65 μm for purification of the fermented solution with a protein concentration of 1.5-7.0 g / dm 3 allows you to completely remove the producer cells and obtain a "sterile" fermented solution, and after ultrafiltration - and a cleaner solution of citric acid and a solution of amylolytic enzymes.
На основе очищенных растворов лимонной кислоты с помощью предложенных операций и условий их проведения предлагаемый способ позволяет также получить кристаллическую лимонную кислоту высокого качества и соответствующую требованиям ГОСТ 908-2004 «Кислота лимонная моногидрат пищевая», с высоким выходом (80,5-80,8%) (табл.2).Based on the purified solutions of citric acid using the proposed operations and the conditions for their implementation, the proposed method also allows to obtain high-quality crystalline citric acid and meeting the requirements of GOST 908-2004 “Food citric acid monohydrate”, with a high yield (80.5-80.8% ) (Table 2).
Кроме того, полученные растворы ферментов по предлагаемому способу обладают ферментированными активностями, ДАк и САк, равными и превышающими активности известных промышленных ферментных препаратов амилолитического действия, и по компонентному составу являются комплексными ферментными препаратами, востребованными в хлебопечении, пивоварении, крахмалопаточной спиртовой отраслях промышленности. Сухой ферментный комплекс по ферментной активности и степени очистки соответствует очищенным комплексным ферментным препаратам, применяемым в медицине. Выход ферментов высокий (81,2-83,7%). Ферментный комплекс в жидкой и сухой формах не содержит клетки продуцента - плесневого гриба Asp.niger, что соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293.In addition, the obtained enzyme solutions according to the proposed method have fermented activities, DAK and SAK, equal to and greater than the activity of known industrial enzyme preparations of amylolytic action, and in terms of component composition are complex enzyme preparations that are in demand in bakery, brewing, starch-and-alcohol industries. Dry enzyme complex according to enzyme activity and degree of purification corresponds to purified complex enzyme preparations used in medicine. The yield of enzymes is high (81.2-83.7%). The enzyme complex in liquid and dry forms does not contain producer cells - mold fungus Asp.niger, which meets the requirements of SanPiN 2.3.2.1293.
В примере 5 (по прототипу) ферментированный раствор очищают посредством фильтрации через мембрану с размерами пор 0,65 мкм, разделяют ультрафильтрацией и получают раствор лимонной кислоты, не содержащий клетки продуцента, но характеризующийся присутствием веществ, усиливающих цветность и затрудняющих кристаллизацию лимонной кислоты, что приводит к снижению ее выхода (63,4%) и качества. Маточный раствор содержит высокий процент лимонной кислоты и сильно окрашен (D при λmax 400 нм 0,46). Выделение из него лимонной кислоты не эффективно (выход 5,3%). Раствор ферментов после ультрафильтрации и сухой комплекс ферментов после спиртового осаждения содержат клетки продуцента и характеризуются меньшей степенью очистки и ферментативными активностями. Выход ферментов сравнительно ниже (43,1%).In example 5 (prototype), the fermented solution is purified by filtration through a membrane with a pore size of 0.65 μm, separated by ultrafiltration and get a solution of citric acid that does not contain producer cells, but characterized by the presence of substances that enhance color and make crystallization of citric acid difficult, which leads to to reduce its output (63.4%) and quality. The mother liquor contains a high percentage of citric acid and is highly colored (D at λ max 400 nm 0.46). Isolation of citric acid from it is not effective (yield 5.3%). The solution of enzymes after ultrafiltration and the dry complex of enzymes after alcohol precipitation contain producer cells and are characterized by a lower degree of purification and enzymatic activities. The yield of enzymes is relatively lower (43.1%).
Таким образом, предлагаемым способом из ферментированного раствора после ферментации среды на основе гидролизата крахмала плесневым грибом Aspergillus niger получают одновременно кристаллическую лимонную кислоту и сухой комплекс кислотостабильных амилолитических ферментов высокого качества и с высоким выходом.Thus, by the proposed method, after fermentation of a medium based on starch hydrolyzate with Aspergillus niger mold, crystalline citric acid and a dry complex of high-quality acid-stable amylolytic enzymes are obtained simultaneously with a high yield.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005104519/13A RU2294371C2 (en) | 2005-02-18 | 2005-02-18 | Method for preparing citric acid and acid-stable amylolytic enzymes complex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005104519/13A RU2294371C2 (en) | 2005-02-18 | 2005-02-18 | Method for preparing citric acid and acid-stable amylolytic enzymes complex |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005104519A RU2005104519A (en) | 2006-07-27 |
| RU2294371C2 true RU2294371C2 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37057684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005104519/13A RU2294371C2 (en) | 2005-02-18 | 2005-02-18 | Method for preparing citric acid and acid-stable amylolytic enzymes complex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2294371C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564670C2 (en) * | 2010-04-21 | 2015-10-10 | ЭсКей ИННОВЕЙШН КО., ЛТД. | Copper-based nanosized catalyst, method for production thereof and method of producing alcohol via hydrogenation of carboxylic acid using same |
| RU2676144C1 (en) * | 2017-12-18 | 2018-12-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН | Method for producing invertase and citric acid |
-
2005
- 2005-02-18 RU RU2005104519/13A patent/RU2294371C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564670C2 (en) * | 2010-04-21 | 2015-10-10 | ЭсКей ИННОВЕЙШН КО., ЛТД. | Copper-based nanosized catalyst, method for production thereof and method of producing alcohol via hydrogenation of carboxylic acid using same |
| RU2676144C1 (en) * | 2017-12-18 | 2018-12-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН | Method for producing invertase and citric acid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005104519A (en) | 2006-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1336584C (en) | Process and apparatus for manufacturing ethanol, glycerol, succinic acid and distiller's dry grain and solubles | |
| WO2010051676A1 (en) | A cleaning process of producing lactic acid | |
| US20230357805A1 (en) | Methods for co-producing erythritol and arabinose by using xylose mother liquor | |
| CN102168002B (en) | Wine-making process | |
| SU695565A3 (en) | Method of preparing clavulic acid and its salts | |
| CN112778149A (en) | Method for extracting and separating beta-alanine from fermentation liquor | |
| CN110283869B (en) | Preparation method of 7-aminocephalosporanic acid | |
| US20070037266A1 (en) | Process for producing erythritol | |
| RU2294371C2 (en) | Method for preparing citric acid and acid-stable amylolytic enzymes complex | |
| CN108251476B (en) | Method for extracting vitamin B12 from enzyme preparation wastewater | |
| WO2017016199A1 (en) | Use of streptomyces psammoticus and method for producing vanillin | |
| CN113337547A (en) | Comprehensive vinasse recycling method | |
| JPH04197192A (en) | Production of xylose and reduced xylose | |
| JP2002537804A (en) | Method for quickly obtaining crystals having desired morphology | |
| CN105349591B (en) | A kind of natural additive for foodstuff sodium glutamate and its preparation process | |
| RU2233882C2 (en) | Method for preparing citric acid | |
| DE60020483T2 (en) | Process for the production of citric acid | |
| RU2261915C2 (en) | Method for preparing calcium citrate | |
| RU2090611C1 (en) | Strain of yeast yarrowia lipolytica - producer of citric acid, method of producing citric acid and method of sodium citrate isolation | |
| SU1723121A1 (en) | Method of hyaluronidase preparation | |
| JP4316993B2 (en) | Lactic acid bacteria growth promoter and method for producing the same | |
| CN215162257U (en) | Extraction and concentration device for one-step ultrafiltration erythritol fermentation liquor | |
| CN113005168B (en) | Preparation method of 6-aminopenicillanic acid | |
| CN109206312A (en) | A method of D-ALPHA-Hydroxypropionic acid is isolated and purified from D-ALPHA-Hydroxypropionic acid ammonium fermentation liquid | |
| SU1495365A1 (en) | Method of preparing starch-containing initial material for producing fermentation products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170219 |