RU2661792C2 - Биотехнологический способ получения молочной кислоты - Google Patents

Биотехнологический способ получения молочной кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2661792C2
RU2661792C2 RU2016124749A RU2016124749A RU2661792C2 RU 2661792 C2 RU2661792 C2 RU 2661792C2 RU 2016124749 A RU2016124749 A RU 2016124749A RU 2016124749 A RU2016124749 A RU 2016124749A RU 2661792 C2 RU2661792 C2 RU 2661792C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lactic acid
culture
lactococcus lactis
culture fluid
lactobacilli
Prior art date
Application number
RU2016124749A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016124749A (ru
Inventor
Сергей Михайлович Шинкарёв
Александр Васильевич Аксёнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Институт Агроэкологии и Биотехнологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Институт Агроэкологии и Биотехнологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Институт Агроэкологии и Биотехнологии"
Priority to RU2016124749A priority Critical patent/RU2661792C2/ru
Publication of RU2016124749A publication Critical patent/RU2016124749A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2661792C2 publication Critical patent/RU2661792C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56—Lactic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/46—Streptococcus ; Enterococcus; Lactococcus

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии. Биотехнологический способ получения молочной кислоты предусматривает культивирование в ферментерах культуры лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В- 2018 в нестерильных условиях на питательной среде с последующей нейтрализацией молочной кислоты в процессе ее наработки 5%-ным раствором гидроокиси натрия. После достижения концентрации лактата натрия по меньшей мере 3% через по меньшей мере 6 часов ферментационную среду частично выводят из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме. Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование. Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран в непрерывном режиме. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку. Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80% и фасуют. Изобретение позволяет упростить способ получения молочной кислоты и снизить количество отходов при ее производстве. 5 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения молочной кислоты с помощью микроорганизмов, обладающих способностью молочнокислого брожения, а также к композициям питательных сред, предназначенным для производства молочной кислоты.
Молочная кислота широко используется в пищевых целях, для фармацевтических препаратов и т.п., и также широко применяется в промышленности в качестве мономерного материала для получения полимолочной кислоты, которая является биоразлагаемой пластмассой, так что ее потребление увеличивается. Как известно, молочная кислота вырабатывается при ферментации микроорганизмов, которые преобразуют углеводсодержащие субстраты на основе глюкозы в молочную кислоту. Из «Уровня техники» известен способ получения молочной кислоты, в котором готовят исходный затор, содержащий 15% рафинадной патоки, который осветляют и очищают активированным углем. Уголь затем отделяют последовательно на фильтр-прессе и нутч-фильтре, а осветленный и очищенный от зольных элементов затор направляют в чан для стерилиации, которую проводят 2 часа при 85-90°С. Далее затор заквашивают молочнокислыми бактериями при 50°С. Начавший бродить затор через 6-12 часов размешивают воздухом и через 24 часа, когда кислотность достигнет 0,4-0,5%, проводят электродиализ с биполярными и аннионитовыми мембранами. Электродиализ проводят 6-8 раз в сутки по мере необходимости нейтрализации избытка кислоты. В диализат добавляют азотистое питание и исходный затор для выравнивания концентрации сахара. Концентрат, содержащий 10-12% молочную кислоту, подают в вакуум-аппараты на упаривание до 40-45% в течение 6-8 часов (см. А.С. СССР №501056, опубл. 09.12.1976).
Недостатки известного способа заключаются в том, что он не позволяет снизить расход дефицитного сырья и дорогостоящих материалов, является сложным, имеет большое количество отходов производства. Кроме того, огромным недостатком является низкое качество получаемой молочной кислоты.
Кроме того, из «Уровня техники» известен способ производства молочной кислоты, в котором используют штамм HI003, проводят непрерывную ферментацию молочной кислоты с использованием устройства для культивирования. Удаление фильтрата из емкости для мембранного разделения проводят, используя насос Masterflex. В качестве среды используют среду исходного сырья с сахаром (70 г/л Yutosei (произведенную MUSO Co., Ltd.), 1,5 г/л сульфата аммония). Перед использованием эту среду исходного сырья с сахаром автоклавируют при температуре 121°С в течение 15 минут при высоком давлении (2 атм). В качестве участника пористого мембранного элемента используют формованное изделие, изготовленное из нержавеющей стали и полисульфоновой смолы, и в качестве пористой мембраны используют половолоконную мембрану. Удаление культуральной среды при помощи насоса Masterflex начинали через 50 часов после начала культивирования, и культивирование продолжалось до 500 часов после начала культивирования. Из культуральной среды клетки удаляют центрифугированием, и затем добавляли по каплям концентрированную серную кислоту к культуральной среде до рН 1,9 с последующим перемешиванием образующейся смеси в течение 1 часа при 25°С. Преобразуют лактат кальция в культуральной среде в молочную кислоту и сульфат кальция. Затем осажденный сульфат кальция отделяют фильтрованием преципитата. Фильтрат вливают в резервуар для сырьевой жидкости устройства для мембранной фильтрации. Осуществляют дистилляцию полученного фильтрата при давлении от 10 Па до 30 кПа и температуре от 25 до 200°С для извлечения молочной кислоты (см. патент РФ №2574783, опубл. 10.02.2016).
Недостатки известного способа заключаются в том, что он является сложным, имеет большое количество отходов производства. Кроме того, огромным недостатком является низкое качество получаемой молочной кислоты. Использование в способе лактата кальция приводит к образованию нерастворимых хлопьев, которые в процессе биосинтеза молочной кислоты существенно снижают скорость реакции.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат заключается в снижении стадийности, минимизировании отходов производства.
Технический результат также обеспечивается тем, что биотехнологический способ получения молочной кислоты с использованием питательной среды включает культивирование в ферментерах в нестерильных условиях. При этом питательную среду предварительно стерилизуют с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер. Затем вводят культуру лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2018. Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы, нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия, после достижения концентрации лактата натрия по меньшей мере 3% через по меньшей мере 6 часов ферментационную среду частично выводят из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме. Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду, освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран, в котором присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока. Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер, гидроокись натрия возвращают и используют в процессе нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах, затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80% и фасуют. Способ осуществляют следующим образом.
Биотехнологический способ получения и выделения молочной кислоты включает культивирование в ферментерах в нестерильных условиях. При этом используют питательную среду, содержащую глюкозу, экстракт дрожжей, фосфатный буфер, микроэлементы, гликолят аммония, и соль сурьмы. Качественный и количественный состав питательных сред представлен в Таблицах 1-2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Питательную среду готовят в емкости с мешалкой, в которую заливают дистиллированную воду и все остальные компоненты.
В качестве дрожжевого экстракта может быть использован Дрожжевой экстракт, BioChemica, AppliChem либо Дрожжевой экстракт тип Д, порошок, для микробиологии, Biospringer.
Питательные среды, существенно увеличивающие осмотолерантность кокковых форм молочнокислых бактерий. В Таблицах 4 и 5 среда с гликолятом алюминия обозначена №1, среда с гликолированным диглицерином - №2, среда с соли сурьмы - №3. В эксперименте гликолят и лактат сурьмы показали схожие свойства по увеличению осмотолерантности лактобактерий. Установлено, что заявленные композиции питательных сред позволяют увеличить осмотическое сопротивление мембраны микробной клетки и повысить концентрацию лактатов в культуральной среде. Исследовано влияние добавок (в концентрациях 0,2% и 0,5%) на динамику рН, концентрации молочной кислоты (см. Таблицу 3) и лактата натрия (см. Таблицу 4) в процессе культивирования лактококков.
Figure 00000003
Figure 00000004
Питательную среду по всем вариантам предварительно стерилизуют холодным методом с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер.
Затем вводят культуру лактобактерий. В качестве продуцентов молочной кислоты используют лактобактерий, охарактеризованные в Таблице 5.
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Под культуральной жидкостью гриба Fusarium sambucinum следует понимать культуральную жидкость, описанную в патенте РФ №2259209, согласно которому химический состав культуральной жидкости гриба Fusarium sambucinum MKF 2001-3 (ВКПМ №F -867) является следующим:
Общий анализ:
Сухие вещества - 1,5%
Органические кислоты - 10-12 г/л
Жирные кислоты 2,5 г/л
Микроэлементы, в мг/л:
К - 800-1000
Na - 300-400
Са - 200-300
N - 200
Mg - 30-40
Fe - 0,1
Cu - 0,05
Zn - 0,4-0,6
Mn - 0,03
Ni - 0,003
Co - 0,008
Рв - н/обн
Pg - н/обн
As - н/обн
Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы. Корректировку параметра рН производят гидроксидом натрия.
Нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия. Лактат натрия является водорастворимой солью. В отличие от лактата кальция его использование не приводит к образованию нерастворимых хлопьев, которые в известных процессах биосинтеза молочной кислоты существенно снижают скорость реакции. После достижения концентрации лактата натрия по меньшей мере 3% через 6 часов ферментационную среду частично выводят из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме.
Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду.
Это принцип центрифугирования основан на различиях в скоростях седиментации. Разделяемый материал центрифугируют при ступенчатом увеличении центробежного ускорения. В конце каждой стадии осадок отделяют от культуральной жидкости.
Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран. При этом каждая биполярная мембрана состоит из гетерогенной сильноосновной ионообменной подложки и тонкого катионообменного слоя. Катионообменный слой выполнен в виде пленки толщиной 9 мкм из гомогенного сульфированного перфторуглеродного полимера, сформированной на предварительно обезжиренной и активированной поверхности мембраны-подложки. В блоке биполярных диэлектрических мембран, присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока.
Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер, что снижает стадийность, минимизирует отходы производства. Гидроокись натрия возвращают и используют в процессе корректировки рН и нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах (Способ 1950 г. Г.С. Захаровой и Г.Н. Силина очистки молочной кислоты методом ионного обмена с использованием катионитовьгх и анионитовых ионообменных смол описан на с. 115 в книге ЛАБУТИНА А.Л. "КОРРОЗИЯ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ", Москва, 1959 г., Государственное научно-техническое издание химической литературы). Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80%, фасуют и направляют потребителю. Сущность настоящего изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1
Биотехнологический способ получения и выделения молочной кислоты включает культивирование в нестерильных условиях в ферментере, имеющем объем 20 л.
При этом используют питательную среду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %: дрожжевой экстракт - 2%; глюкоза - 6%;
фосфат калия двузамещенного - 1%;
культуральная жидкость гриба Fusarium sambucinum - 0,1%;
MgSO4×7H2O - 0,1%;
MnSO4×5H2O - 0,05%;
Na2HPO4 - 0,5%;
гликолят алюминия - 0,2%;
вода дистиллированная - остальное до 100%.
Питательную среду предварительно стерилизуют холодным методом с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер. Затем вводят культуру лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-1700. Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы. Корректировку водородного показателя до рН=5 производят гидроксидом натрия. Температуру регулируют в пределах 30-32°С (предпочтительно 31,5°С). Уровень глюкозы поддерживают в пределах 2-4,5%.
Нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия.
После достижения концентрации лактата натрия 3% через 6 часов ферментационную среду частично выводят с помощью насоса из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме.
Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду.
Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран в непрерывном режиме. В блоке биполярных диэлектрических мембран, присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока.
Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер. Гидроокись натрия возвращают и используют в процессе корректировки рН и нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах. Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80%, фасуют и направляют потребителю.
Пример 2
Биотехнологический способ получения и выделения молочной кислоты включает культивирование в нестерильных условиях в ферментере, имеющем объем 20 л.
При этом используют питательную среду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
дрожжевой экстракт - 5%;
глюкоза - 10%;
фосфат калия двузамещенного - 2%;
культуральная жидкость гриба Fusarium sambucinum - 0,15%;
MgSO4×7H2O - 0,3%;
MnSO4×5H2O - 0,07%;
Na2HPO4 - 0,8%;
гликолят алюминия - 0,5%;
вода дистиллированная - остальное до 100%.
Питательную среду предварительно стерилизуют холодным методом с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер. Затем вводят культуру лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-2017. Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы. Корректировку водородного показателя до рН=5 производят гидроксидом натрия. Температуру регулируют в пределах 30-32°С (предпочтительно 32°С). Уровень глюкозы поддерживают в пределах более 6%.
Нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия.
После достижения концентрации лактата натрия 4% через 24 часа, ферментационную среду частично выводят с помощью насоса из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме.
Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду.
Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран в непрерывном режиме. В блоке биполярных диэлектрических мембран, присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока.
Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер. Гидроокись натрия возвращают и используют в процессе корректировки рН и нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах. Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80%, фасуют и направляют потребителю.
Пример 3
Биотехнологический способ получения и выделения молочной кислоты включает культивирование в нестерильных условиях в ферментере, имеющем объем 20 л.
При этом используют питательную среду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
дрожжевой экстракт - 5%;
глюкоза - 10%;
фосфат калия двузамещенного - 2%;
культуральная жидкость гриба Fusarium sambucinum - 0,15%;
MgSO4×7H2O - 0,3%;
MnSO4×5H2O - 0,07%;
Na2HPO4 - 0,8%;
гликолированный диглицерин - 0,5%;
вода дистиллированная - остальное до 100%.
Питательную среду предварительно стерилизуют холодным методом с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер. Затем вводят культуры лактобактерий: Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, Lactococcus lactis ВКПМ В-2018. Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы. Корректировку водородного показателя до рН=5 производят гидроксидом натрия. Температуру регулируют в пределах 30-32°С (предпочтительно 31,5°С). Уровень глюкозы поддерживают в пределах более 6%.
Нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия.
После достижения концентрации лактата натрия 4,5% через 24 часа ферментационную среду частично выводят с помощью насоса из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме.
Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду.
Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран в непрерывном режиме. В блоке биполярных диэлектрических мембран, присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока.
Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер. Гидроокись натрия возвращают и используют в процессе корректировки рН и нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах. Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80%, фасуют и направляют потребителю.
Пример 4
Биотехнологический способ получения и выделения молочной кислоты включает культивирование в нестерильных условиях в ферментере, имеющем объем 20 л.
При этом используют питательную среду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
дрожжевой экстракт - 2%;
глюкоза - 6%;
фосфат калия двузамещенного - 1%;
культуральная жидкость гриба Fusarium sambucinum - 0,1%;
MgSO4×7H2O - 0,1%;
MnSO4×5H2O - 0,05%;
Na2HPO4 - 0,5%;
гликолят сурьмы - 0,2%;
вода дистиллированная - остальное до 100%.
Питательную среду предварительно стерилизуют холодным методом с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер. Затем вводят культуры лактобактерий: Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, Lactococcus lactis ВКПМ В-2018. Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам pH, температуры, уровня глюкозы. Корректировку водородного показателя до рН=5 производят гидроксидом натрия. Температуру регулируют в пределах 30-32°С (предпочтительно 31,5°С). Уровень глюкозы поддерживают в пределах 3-4%.
Нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия.
После достижения концентрации лактата натрия 3% через 6 часов ферментационную среду частично выводят с помощью насоса из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме.
Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду.
Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран в непрерывном режиме. В блоке биполярных диэлектрических мембран присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока.
Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер. Гидроокись натрия возвращают и используют в процессе корректировки рН и нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах. Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80%, фасуют и направляют потребителю.
Пример 5
Биотехнологический способ получения и выделения молочной кислоты включает культивирование в нестерильных условиях в ферментере, имеющем объем 20 л.
При этом используют питательную среду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
дрожжевой экстракт - 5%;
глюкоза - 10%;
фосфат калия двузамещенного - 2%;
культуральная жидкость гриба Fusarium sambucinum - 0,15%;
MgSO4×7H2O - 0,3%;
MnSO4×5H2O - 0,07%;
Na2HPO4 - 0,8%;
лактат сурьмы - 0,5%;
вода дистиллированная - остальное до 100%.
Питательную среду предварительно стерилизуют холодным методом с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер. Затем вводят культуры лактобактерий: Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, Lactococcus lactis ВКПМ В-2018. Режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы. Корректировку водородного показателя до рН=5 производят гидроксидом натрия. Температуру регулируют в пределах 30-32°С (предпочтительно 31,5°С). Уровень глюкозы поддерживают в пределах более 6%.
Нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5% раствором гидроокиси натрия.
После достижения концентрации лактата натрия 4,2% через 24 часа ферментационную среду частично выводят с помощью насоса из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме.
Далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерий и переносят в новую питательную среду.
Освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран в непрерывном режиме. В блоке биполярных диэлектрических мембран, присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока.
Очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер. Гидроокись натрия возвращают и используют в процессе корректировки рН и нейтрализации молочной кислоты. Молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах. Затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80%, фасуют и направляют потребителю.

Claims (1)

  1. Биотехнологический способ получения молочной кислоты, включающий культивирование в ферментерах в нестерильных условиях, при этом питательную среду предварительно стерилизуют с фильтрацией через мембрану с размером пор 0,22 мкм и подают в ферментер, затем вводят культуру лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2018; режим культивирования поддерживают автоматически по параметрам рН, температуры, уровня глюкозы, нейтрализацию молочной кислоты в процессе ее наработки проводят 5%-ным раствором гидроокиси натрия, после достижения концентрации лактата натрия по меньшей мере 3% через по меньшей мере 6 часов ферментационную среду частично выводят из ферментера с доливом питательной среды в том же объеме, далее осуществляют ступенчатое центрифугирование культуральной среды, на котором из культуральной жидкости выделяют лактобактерии и переносят в новую питательную среду, освобожденную от лактобактерий культуральную жидкость подают в блок биполярных диэлектрических мембран, в котором присутствующий в культуральной жидкости лактат натрия диссоциирует на ионы, а готовые продукты в виде гидроокиси натрия и молочной кислоты собирают в камерах электродиализного блока, очищенную культуральную жидкость возвращают в ферментер, гидроокись натрия возвращают и используют в процессе нейтрализации молочной кислоты, молочную кислоту из сборной камеры электродиализного блока подают на дополнительную очистку на ионообменных смолах, затем молочную кислоту упаривают на вакуумных установках до концентрации 40 или 80% и фасуют.
RU2016124749A 2016-06-22 2016-06-22 Биотехнологический способ получения молочной кислоты RU2661792C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124749A RU2661792C2 (ru) 2016-06-22 2016-06-22 Биотехнологический способ получения молочной кислоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124749A RU2661792C2 (ru) 2016-06-22 2016-06-22 Биотехнологический способ получения молочной кислоты

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016124749A RU2016124749A (ru) 2017-12-27
RU2661792C2 true RU2661792C2 (ru) 2018-07-19

Family

ID=62916796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016124749A RU2661792C2 (ru) 2016-06-22 2016-06-22 Биотехнологический способ получения молочной кислоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661792C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807059C1 (ru) * 2022-10-06 2023-11-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU501056A1 (ru) * 1974-05-12 1976-01-30 Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности Способ получени молочной кислоты
RU2175014C2 (ru) * 2000-04-20 2001-10-20 Исакова Долорес Михайловна Способ получения молочной кислоты
RU2574783C2 (ru) * 2008-12-26 2016-02-10 Торэй Индастриз, Инк. Способ получения молочной кислоты, способ получения лактида и способы получения полимолочной кислоты

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU501056A1 (ru) * 1974-05-12 1976-01-30 Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности Способ получени молочной кислоты
RU2175014C2 (ru) * 2000-04-20 2001-10-20 Исакова Долорес Михайловна Способ получения молочной кислоты
RU2574783C2 (ru) * 2008-12-26 2016-02-10 Торэй Индастриз, Инк. Способ получения молочной кислоты, способ получения лактида и способы получения полимолочной кислоты

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЕРУНЕЦ А.С., СМИРНОВА В.Д., БЕЛОДЕД А.В. Высокоплотностное непрерывное культивирование молочнокислых бактерий в мембранном биореакторе. Успехи химии и химической технологии, 2013. Т.27, N 8, с. 105-11. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807059C1 (ru) * 2022-10-06 2023-11-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016124749A (ru) 2017-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8211675B2 (en) Lactic acid production from concentrated raw sugar beet juice
CN103865792B (zh) 一种循环式微生物发酵反应与料液分离一体化设备
CN108285912B (zh) 一种发酵制备提取医药级缬氨酸的方法
CN110272341B (zh) 一种长链二元酸的提纯方法
JPH02286090A (ja) 乳酸の生産および精製方法
EP2252699A2 (en) Production of high purity galactooligosaccharides
US11866756B2 (en) Methods for co-producing erythritol and arabinose by using xylose mother liquor
CN112778149A (zh) 一种从发酵液中提取分离β-丙氨酸的方法
Lech et al. Batch electrodialysis of lactic acid obtained from LAB fermentation
CN108026502A (zh) 用于浓缩包含产油酵母的粘质生物质的细胞悬液的方法
EP1554391B1 (en) Separation of biomass from lactic acid containing fermentation products by means of flocculation
RU2661792C2 (ru) Биотехнологический способ получения молочной кислоты
CN105001303B (zh) 一种利用低温冷冻环境从抗菌脂肽溶液中除盐的方法
CN106518700A (zh) 一种谷氨酸膜法生产工艺
Shahbazi et al. Lactic acid production from cheese whey by immobilized bacteria
US20110318794A1 (en) Method for producing d-lactic acid, and method for increasing optical purity of d-lactic acid or yield of d-lactic acid relative to sugar in lactic acid
RU2746229C1 (ru) Способ получения ксантановой камеди
US10883126B2 (en) Process for producing lactic acid or its salts from fermentation using thermotolerance Bacillus bacteria
EP3922727A1 (en) Method for separating biomass from a solution comprising biomass and at least one aroma compound
TWI543809B (zh) 用於純化生物丁二酸的電透析裝置
CN111592454B (zh) 二元酸胺盐的制备方法、二元酸胺盐溶液、二元酸胺盐和聚合物
CN102321683B (zh) 采用发酵法制备富马酸发酵液及富马酸发酵液分离提取纯品富马酸的方法
CN101555201A (zh) L-乳酸钙发酵液的酸解方法
CN115678925A (zh) 一种丙酸钙的制备方法
RU2090611C1 (ru) Штамм дрожжей yarrowia lipolytica - продуцент лимонной кислоты, способ получения лимонной кислоты и способ выделения цитрата натрия

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200226

Effective date: 20200226

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200623