RU2700503C1 - Способ получения молочной кислоты - Google Patents
Способ получения молочной кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700503C1 RU2700503C1 RU2018128806A RU2018128806A RU2700503C1 RU 2700503 C1 RU2700503 C1 RU 2700503C1 RU 2018128806 A RU2018128806 A RU 2018128806A RU 2018128806 A RU2018128806 A RU 2018128806A RU 2700503 C1 RU2700503 C1 RU 2700503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lactic acid
- nutrient medium
- hours
- bacteria
- cultivation
- Prior art date
Links
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 21
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 9
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 claims abstract description 8
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 claims abstract description 8
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 6
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 claims abstract description 6
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 240000009108 Chlorella vulgaris Species 0.000 claims abstract description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 235000007089 Chlorella vulgaris Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 claims abstract description 3
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 claims abstract 2
- SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N indole-3-acetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CNC2=C1 SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 239000011716 vitamin B2 Substances 0.000 claims abstract 2
- 235000019164 vitamin B2 Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 abstract description 2
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 abstract description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229930195732 phytohormone Natural products 0.000 abstract description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 12
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 10
- 241000186673 Lactobacillus delbrueckii Species 0.000 description 7
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 7
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 7
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 description 3
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 description 3
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical class [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical class [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 102220201851 rs143406017 Human genes 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 1
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical class [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
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
- C12R2001/225—Lactobacillus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения молочной кислоты предусматривает внесение бактерий рода Lactobacillus в питательную среду, содержащую рассиропную, отстерилизованную свекловичную мелассу, сточные воды, предварительно очищенные с помощью биомассы Chlorella vulgaris при заданных соотношениях компонентов, и культивирование молочнокислых бактерий в течение 24-35 часов, при температуре 37-50°С, начальном уровне рН 6,5-7,5, при перемешивании 50-80 об/мин, аэрации суспензии на стадии накопительного культивирования газовоздушной смесью 60-80 л/ч с последующим обеспечением анаэробных условий в течение 24-35 ч. Причем в питательной среде используют сточные воды, очищенные до содержания внеклеточных метаболитов, моль/л: водорастворимые витамины В2, В12 - 10-4-10-7, растворимые полисахариды (галактоза, арабиноза, галактоза, ксилоза) - 10-4-10-6, свободные жирные кислоты (стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая) - 10-5-10-7, полипептиды, свободные аминокислоты - 10-5-10-6, вещества фенольной природы (флавоноиды) - 10-6-10-7, фитогормон: индолил-3-уксусная кислота - 10-5-10-6. Изобретение позволяет повысить выход молочной кислоты. 1 ил., 5 табл.
Description
Изобретение относится к области биотехнологических процессов и производств, в частности, к способам культивирования биомассы бактерий.
Известен способ культивирования молочнокислых бактерий на основе штамма ((Lactobacillus delbrueckii В-8744» (Патент на изобретение РФ №2283345, МПК С12Р 7/56, C12N 1/20, 2006 г). Способ предусматривает использование питательных сред с органическими формами азота (дрожжевой экстракт, пептон, пшеничные зародыши), в качестве источников углерода используются сусло, солодовые ростки, сахар. Питательная среда настаивается 1 ч при температуре 50°С, после чего вносится двухсуточная культура молочнокислых бактерий. Колбы термостатируются при 50°С, их содержимое периодически перемешивается. Способ обеспечивает выход лактата кальция 146,0 г/л после 50 ч брожения, что соответствует общей продуктивности процесса 2,92 г/(л⋅ч) и выходу молочной кислоты 93,9%.
Недостатком данного способа является относительно невысокий выход молочной кислоты, а также то, что при его реализации требуется использование в качестве источников азота и углерода дорогостоящих органических веществ.
.
Известен способ получения молочной кислоты (Патент на изобретение №1243354 РФ, МПК С12Р 7/56, 2002 год), предусматривающий выращивание продуцирующего ее штамма бактерий Lactobacillus delbriickii в сахаросодержащей питательной среде до максимального накопления целевого продукта, нейтрализацию сброженного раствора карбонатом кальция при нагревании, последующую очистку и выделение. С целью ускорения процесса очистки и улучшения качества продукта, в сброженный раствор после нейтрализации карбонатом кальция дополнительно вводят активную кремневую кислоту в количестве 60-80 мг/л и уделяют образовавшийся осадок в поле центробежных сил при факторе разделения 3500-4500, а надосадочную жидкость перед выделением целевого продукта подвергают омагничиванию в поле с магнитной индукцией 0,01-0,15 Тл. Способ обеспечивает выход лактата кальция 146,0 г/л после 50 ч брожения, что соответствует общей продуктивности процесса 2,92 г/(л⋅ч) и выходу молочной кислоты 93,9%.
Недостатком данного способа также является относительно невысокий выход молочной кислоты и использование дорогостоящих компонентов питательной среды (источники углерода и азота).
Известен способ получения молочной кислоты (Патент на изобретение №2306340 РФ, МПК С12Р 7/56, C12N 1/20, 2007 год), предусматривающий сбраживание сахарсодержащей питательной среды молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbrueckii в присутствии обработанных молочной кислотой солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты мелом, причем в питательную среду дополнительно вводят мел в количестве 60% от общего количества мела, рассчитанного для нейтрализации молочной кислоты, дрожжевой экстракт и питательные соли (сульфаты магния, марганца и железа, цитрат аммония, одно- и двухзамещенные фосфаты калия). Обработку солодовых ростков в количестве 12-15 г/л проводят водой, подкисленной молочной кислотой до рН 4,0-5,0 и ферментным препаратом ксилоглюканофоетидином в количестве, соответствующем 200-600 ед./л ксиланазной активности, в качестве молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii используют штамм Lactobacillus delbrueckii ВКПМ В-8744 в возрасте 48-72 ч, а для нейтрализации образующейся молочной кислоты через 24 ч от начала процесса брожения вносят оставшиеся 40% мела. Продуктивность процесса составляет 2,96 г/(л⋅ч) лактата кальция. Выход молочной кислоты на стадии брожения от исходного сахара составляет 94,6%.
Недостатком данного способа также является относительно невысокий выход молочной кислоты и использование дорогостоящих компонентов питательной среды (источник азота - солодовые ростки, сульфаты магния, марганца и железа, цитрат аммония, одно- и двухзамещенные фосфаты калия).
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ получения молочной кислоты (Патент на изобретение №2177036 РФ, МПК С12Р 7/56, C12N 1/20, C12N 1/20, C12R 1:225, C12R 1:46, 2001 год). Данный способ получения молочной кислоты из городских твердых отходов, предусматривает ферментацию молочнокислых бактерий, причем, сначала из городских твердых отходов удаляют шины, крупные части черных и цветных металлов, пластмассы и стекла и получают целлюлозный компонент, который затем измельчают и обрабатывают его разбавленной серной кислотой при 40-100°С, растворяя тем самым оставшиеся тяжелые металлы и получая растворимый и нерастворимый компоненты. После этого отделяют растворимый компонент от нерастворимого компонента, затем высушивают полученный нерастворимый компонент, обрабатывают его при массовом соотношении "концентрированная серная кислота : нерастворимый компонент" - 1:1 и получают частично гидролизованную смесь. Далее разбавляют полученную частично гидролизованную смесь водой при 80-100°С, после этого перемешивают полученную разбавленную смесь при 100°С и получают разложившийся материал. Затем удаляют твердые вещества из полученного разложившегося материала и получают фильтрат, разделяют фильтрат на раствор, содержащий кислоту, и раствор, содержащий сахар, потом концентрируют раствор, содержащий сахар, до 1-20% концентрации сахара, доводят рН полученного концентрированного раствора, содержащего сахар, до 4,5-7,5, после чего ферментируют полученный раствор молочнокислыми бактериями и получают раствор, содержащий молочную кислоту.
Недостатком данного способа является необходимость предварительной многостадийной обработки сырья для получения достаточного выхода молочной кислоты, что приводит к усложнению технологического процесса и его удорожанию.
Задачей изобретения является получение культуральной жидкости с повышенным содержанием молочной кислоты.
Решение технической задачи достигается за счет создания стрессовых условий культивирования молочнокислых бактерий рода Lactobacillus на предварительно обеззараженных сточных водах, содержащих комплекс внеклеточных метаболитов.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно - следственная связь.
Технический результат достигается тем, что создание стрессовых условий обеспечивается анаэробными условиями культивирования молочнокислых бактерий, а накопление комплекса внеклеточных метаболитов в питательной среде обеспечивается при обеззараживании загрязненных сточных вод путем культивирования на них микроводорослей вида Chlorella vulgaris.
Муниципальные сточные воды, поступающие с городских очистных сооружений и содержащие азот в виде катионов аммония 30-60 мг/л, фосфор в виде фосфат-анионов в концентрации 10-40 мг/л, нефтепродукты в концентрации 1-3 мг/л, катионы цинка - 0,01-0,09 мг/л, меди - 0,01-0,2 мг/л, общее микробное число: 5-20 млн кл/мл, очищаются и обеззараживаются с применением микроводорослей вида Chlorella vulgaris и используются в качестве основы питательной среды для культивирования. После обеззараживания состав вод становится следующим: азот в виде катионов аммония 1,5 мг/л, фосфор в виде фосфат-анионов в концентрации 3,5 мг/л, нефтепродукты в концентрации 0,01 мг/л, катионы цинка - 0,001-0,009 мг/л, меди - 0,001-0,02 мг/л, общее микробное число: 0,3 млн кл/мл.
Культивирование молочнокислых бактерий для биосинтеза молочной кислоты заключается в создании благоприятных условий в обеззараженных муниципальных сточных водах: температуры 37-50°С, начального уровня рН 6,5-7,5, интенсивности перемешивания 50-80 оборотов в минуту, интенсивности аэрации суспензии микроводорослей Chlorella vulgaris на стадии накопительного культивирования газовоздушной смесью 60-80 л/ч, подачей посевного материала - молочнокислых бактерий рода Lactobacillus в количестве 10% об. по отношению к питательной среде. При этом последовательно осуществляются стадии культивирования биомассы клеток молочнокислых бактерий на предварительно обеззараженных сточных водах, содержащих комплекс внеклеточных метаболитов при аэрации суспензии и создания стрессовых условий для стимулирования накопления молочной кислоты.
Длительность последовательных стадий культивирования прироста биомассы и создания стрессовых условий составляют 24-35 часов каждая.
В подаваемой питательной среде (табл. 1) присутствуют очищенные с помощью микроводорослей от химических и биологических контаминантов сточные воды, содержащие в своем составе внеклеточные метаболиты: водорастворимые витамины (В2, В12), растворимые полисахариды (галактоза, арабиноза, ксилоза) свободные жирные кислоты (стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая), и полипептиды, аминокислоты, вещества фенольной природы (флавоноиды), фитогормон - индолил-3-уксусная кислота (табл. 2).
В качестве посевного материала для биосинтеза молочной кислоты используются бактерии рода Lactobacillus (штамм Lactobacillus delbrueckii L-3) Lactobacillus delbrueckii L-20, Lactobacillus delbrueckii B-8744, приведенные в табл. 3-5 и на рис. 2-4.
Культивирование молочнокислых бактерий осуществляется на питательной среде (содержание редуцирующих сахаров 5%), основой которой является очищенная микроводорослями рода Chlorella vulgaris сточная вода, при аэрации газовоздушной смесью в течение 24-35 часов. Это позволяет обеспечить максимальный прирост биомассы за счет активного поглощения бактериями редуцирующих сахаров, присутствующих в питательной среде и достижение максимально возможной концентрации бактерий в суспензии. Создание стрессовых условий в течение последующих 24-35 часов активирует процесс молочнокислого брожения и позволяет обеспечить накопление максимального количества молочной кислоты.
Использование в качестве посевного материала молочнокислых бактерий рода Lactobacillus и питательной среды приведенного в табл. 1 состава при наличии метаболитов, приведенных в табл. 2, позволяет обеспечить продуктивность по молочной кислоте до 3,45 г/(л⋅ч).
Подтверждением эффективности предлагаемого метода являются результаты культивирования, приведенные в табл. 3. и на рис. 1.
Рисунок 1 - кинетика накопления молочнокислых бактерий рода Lactobacillus
Полученные данные позволяют заключить, что предлагаемый способ культивирования молочнокислых бактерий позволяет получить культуральную жидкость с повышенным содержанием молочной кислоты.
Claims (1)
- Способ получения молочной кислоты, предусматривающий внесение молочнокислых бактерий рода Lactobacillus в питательную среду, содержащую в г/л: рассиропную, отстерилизованную свекловичную мелассу - 600, сточные воды, предварительно очищенные с помощью биомассы микроводорослей Chlorella vulgaris в течение 4-7 суток - 200 и дистиллированную воду - 200; культивирование молочнокислых бактерий в течение 24-35 часов при температуре 37-50°С, начальном уровне рН 6,5-7,5, интенсивности перемешивания 50-80 об/мин, аэрации на стадии накопительного культивирования газовоздушной смесью 60-80 л/ч с последующим обеспечением анаэробных условий в течение 24-35 часов, при этом в питательной среде используют сточные воды, очищенные до содержания внеклеточных метаболитов, моль/л: водорастворимые витамины В2, В12 - 10-4-10-7, галактоза, арабиноза, ксилоза - 10-4-10-6, жирные кислоты - стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая - 10-5- 10-7, полипептиды, свободные аминокислоты - 10-5-10-6, вещества фенольной природы - флавоноиды - 10-6-10-7, индолил-3-уксусная кислота - 10-5-10-6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128806A RU2700503C1 (ru) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Способ получения молочной кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128806A RU2700503C1 (ru) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Способ получения молочной кислоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700503C1 true RU2700503C1 (ru) | 2019-09-17 |
Family
ID=67989957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018128806A RU2700503C1 (ru) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Способ получения молочной кислоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700503C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2149188C1 (ru) * | 1998-10-13 | 2000-05-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей (ВНИИПАКК) | Способ получения молочной кислоты |
| RU2177036C2 (ru) * | 1994-12-07 | 2001-12-20 | Кэнтроулд Инвайерэнментл Систеэс Копэрейшн | Способ получения молочной кислоты (варианты) |
| RU2283345C2 (ru) * | 2004-10-14 | 2006-09-10 | Государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Российской академии сельскохозяйственных наук (ГУ ВНИИПАКК) | Штамм молочнокислых бактерий lactobacillus delbrueckii - продуцент молочной кислоты |
| RU2306340C1 (ru) * | 2005-12-12 | 2007-09-20 | Государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Российской академии сельскохозяйственных наук (ГУ ВНИИПАКК) | Способ получения молочной кислоты |
-
2018
- 2018-08-06 RU RU2018128806A patent/RU2700503C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2177036C2 (ru) * | 1994-12-07 | 2001-12-20 | Кэнтроулд Инвайерэнментл Систеэс Копэрейшн | Способ получения молочной кислоты (варианты) |
| RU2149188C1 (ru) * | 1998-10-13 | 2000-05-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей (ВНИИПАКК) | Способ получения молочной кислоты |
| RU2283345C2 (ru) * | 2004-10-14 | 2006-09-10 | Государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Российской академии сельскохозяйственных наук (ГУ ВНИИПАКК) | Штамм молочнокислых бактерий lactobacillus delbrueckii - продуцент молочной кислоты |
| RU2306340C1 (ru) * | 2005-12-12 | 2007-09-20 | Государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Российской академии сельскохозяйственных наук (ГУ ВНИИПАКК) | Способ получения молочной кислоты |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ДВОРЕЦКИЙ Д.С., ЗЮЗИНА О.В. и др. Совершенствование условий биосинтеза молочной кислоты лактобактериями, Вестник технологического университета, 2017, Т.20, N8, с. 126-130. * |
| ПОЛЯНСКИЙ К.К., ШУВАЕВА Г.П. и др. Производство молочной кислоты, Известия Вузов. Пищевая технология, 1997, N 1, с. 8-14. * |
| ПОЛЯНСКИЙ К.К., ШУВАЕВА Г.П. и др. Производство молочной кислоты, Известия Вузов. Пищевая технология, 1997, N 1, с. 8-14. ДВОРЕЦКИЙ Д.С., ЗЮЗИНА О.В. и др. Совершенствование условий биосинтеза молочной кислоты лактобактериями, Вестник технологического университета, 2017, Т.20, N8, с. 126-130. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8211675B2 (en) | Lactic acid production from concentrated raw sugar beet juice | |
| JP3301140B2 (ja) | 発酵法によるｌ−グルタミン酸の製造法 | |
| TW487733B (en) | Process for preparing L-aspartic acid | |
| JPH04365493A (ja) | 発酵法によるｌ−グルタミン酸の製造法 | |
| JPH0564597A (ja) | 発酵法によるリボフラビンの製造法 | |
| RU2700503C1 (ru) | Способ получения молочной кислоты | |
| CN110759754B (zh) | 一种氨基葡萄糖发酵菌渣无害化处理及资源化利用方法 | |
| CN101948183A (zh) | 微生物絮凝剂及其制备方法和应用 | |
| JP2011229439A (ja) | 微生物培養添加剤 | |
| RU2824891C2 (ru) | Способ культивирования молочнокислых бактерий с использованием в качестве стимулятора роста дезинтегрированной биомассы микроводорослей Chlorella vulgaris, накопленной при очистке сточных вод | |
| RU2159287C1 (ru) | Способ получения белковой кормовой добавки | |
| CN106591401B (zh) | 一种用于提高庆大霉素C1a产量的发酵促进剂及添加方法 | |
| RU2205216C2 (ru) | Штамм бактерий enterococcus faecium в-2240d - продуцент оптически чистой l(+)-молочной кислоты и промышленный способ получения l(+)-молочной кислоты или ее солей | |
| RU2553562C1 (ru) | Способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан | |
| RU2090614C1 (ru) | Способ получения белково-витаминного продукта из крахмалсодержащего сырья | |
| US2544273A (en) | Fermentation activation | |
| CN112707510A (zh) | 一种耦合糠醛废水处理与微藻培养的方法 | |
| CN115261356B (zh) | 一种粘土类发酵生产植酸酶增产剂及其制备方法 | |
| CN113755536A (zh) | 一种发酵生产异柠檬酸的方法 | |
| RU2815933C1 (ru) | Способ получения молочной кислоты из побочных продуктов производства крахмала при переработке зерна пшеницы | |
| CN119241738B (zh) | 一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法 | |
| CN111574390A (zh) | 氨基酸高效绿色生产提取工艺 | |
| RU2306340C1 (ru) | Способ получения молочной кислоты | |
| JPH01108988A (ja) | 焦性ぶどう酸の製法 | |
| CN103451232A (zh) | 一种自循环式微生物絮凝剂的制备及应用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200807 |